Untersuchung der Transkriptionsdynamik von Muskeln auf Einzelmolekülskalen in Drosophila

In unserem Team haben wir die zellulären und molekularen Mechanismen untersucht, die den Muskelaufbau und die Muskelreparatur steuern. Tatsächlich ist bekannt, dass die spezielle Verteilung von mRNA-Molekülen verschiedene zelluläre Prozesse reguliert. Und hier untersuchen wir am Beispiel der Drosophila, wie die mRNAs im Muskelgewebe der Fliege besonders verteilt sind.

Es wurde nachgewiesen, dass die Genexpressionsdynamik verschiedene muskelbiologische Prozesse reguliert. Das Aufkommen von Hochdurchsatz-Einzelzell- und Einzelkern-RNA-Sequenzierungstechniken hat eine umfassende Erforschung der Transkriptionsdynamik ermöglicht. Eine bemerkenswerte Einschränkung klassischer Omics-Techniken ist die Unfähigkeit, diese räumliche Verteilung von mRNA-Molekülen innerhalb der Drosophila-Muskelfasern bereitzustellen.

Dieses Merkmal kann durch Einzelmolekül-Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung untersucht werden. Derzeitige Methoden reichen nicht aus, um die mRNA-Transkriptionsdynamik und die räumliche Verteilung innerhalb des Drosophila-Muskelsystems zu bestimmen. Um diese Einschränkung zu adressieren, haben wir eine Methode optimiert, um die einzelnen mRNA-Moleküle in Drosophila-Muskelfasern mit hoher räumlicher Auflösung und Signalmolekülskalen zu detektieren und zu kodifizieren.

Eine aktuelle Herausforderung in diesem Bereich besteht darin, die Dynamik der Muskelregeneration in Echtzeit und in lebenden Tieren zu visualisieren. Deshalb versuchen wir, einen Live-Imaging-Ansatz zu entwickeln, um das Verhalten von Muskelstammzellen in ihrer natürlichen Umgebung sichtbar zu machen, und auch die Frage nach ihrer Art und Reichweite der Migration, z.B. während der Muskelregeneration und auch ihrer Differenzierung, zu beantworten und dies mit bisher unerreichter Auflösung.