Konstante Regeneration von Hautschichten
Die Haut ist ein komplexes Organ, das den Körper vor pathogenen Mikroben, extremen Temperaturen und Feuchtigkeitsverlust schützt, sensorische Reize aufnimmt, Abfallprodukte abtransportiert und den Sauerstoffaustausch gewährleistet. Sie muss sich außerdem schnell und permanent regenerieren, während dabei tote (terminal differenzierte) Hautzellen von der Hautoberfläche abgestoßen werden. Ein kompletter Regenerationszyklus dauert 21 Tage: in diesem Zeitraum wird eine Schicht epidermaler (undifferenzierter) Stammzellen ausdifferenziert. An dieser Transformation sind wiederum mehrere Signalwege beteiligt, die die erforderlichen Abläufe steuern und regulieren. Das Projekt Chromatin in skin ("Deciphering the role of chromatin in epidermal stem cell biology") züchtete in vitro menschliche epidermale Stammzellen und führte an den wachsenden Zellkulturen ein Verfahren namens Gen-Silencing (Stummschaltung von Genen) unter Einsatz von Chromatinfaktoren (nukleäres Zellmaterial) durch. Wird ein Gen ausgeschaltet, stellt es seine Aktivität ein, sodass die Funktion des Gens klar ersichtlich wird. Die Ergebnisse des Projekts waren sehr aussagefähig. Es wurden die Funktionen von 332 Chromatinfaktoren bestimmt und 5.000 Datenpunkte ermittelt, anhand derer sich zeigte, welche Gene zu welchem Zeitpunkt exprimiert werden. Dabei konnten zwei funktionell interagierende epigenetische Selbsterneuerungsmechanismen identifiziert werden, die als Ursache für nicht DNA-bedingte Veränderungen während der Hautregeneration zu sehen sind. Die Ergebnisse sind vor allem in der Hautkrebsforschung relevant, denn wenn die Differenzierungsmechanismen von Stammzellen geklärt sind, können auch wichtige Schlüsse über das weitgehend fehlerfreie Reifungs- und Regenerationssystem gezogen werden.
