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Forschungsinteressen

„Man muss wissen, dass auf der einen Seite das Vergnügen, die Freuden, das Lachen und die Spiele, auf der anderen Seite der Schmerz, der Kummer, die Unzufriedenheit und die Klagen von nirgendwo anders als vom Gehirn kommen“. Bereits Hippokrates erkannte im fünften Jahrhundert v. Chr., dass das Gehirn die zentrale Komponente darstellt, die die Prozesse steuert, durch die wir fühlen, handeln, lernen und uns erinnern [1]. Diese große Vielfalt an Funktionen, die unser Gehirn jede Sekunde unseres Lebens ausführt, basiert auf einer enormen Anzahl und Vielfalt von Neuronen und Gliazellen.

Wir sind fasziniert von der grundlegende Frage, wie zelluläre Identitäten erworben und aufrechterhalten werden.

Erstaunlicherweise stammen alle Arten von Neuronen und Makrogliazellen im Gehirn eines erwachsenen Menschen von einer kleinen Ausgangspopulation neuronaler Stammzellen (NSCs) ab. Wir verwenden humane Gehirnorganoide, um die frühe Entwicklung des menschlichen Gehirns zu modellieren und Prozesse aufzuklären, die zelluläre Entscheidungen von NSCs koordinieren. Unter Ausnutzung der faszinierenden Selbstorganisationsfähigkeiten des frühen Nervengewebes untersuchen wir das rätselhafte molekulare Gerüst, das dynamisch Veränderungen der Zellidentität in Richtung der Bildung terminal differenzierter Neuronen und Gliazellen steuert.
Ergänzend zu diesen Studien, die natürliche Differenzierungsverläufe untersuchen, verwenden wir direkte zelluläre Reprogrammierung, um unsere traditionellen Ansichten über grundlegende Aspekte der zellulären Identität und insbesondere über Prozesse, die den Erwerb und die Aufrechterhaltung der zellulären Identität steuern, in Frage zu stellen. Konzeptionell ist dies besonders faszinierend, da es während der direkten Reprogrammierung, jedoch nicht während natürlicher Differenzierungsprozesse, zu einer Veränderung der zellulären Identität ohne Mitose kommen kann. Wir nutzen hirnständige Perizyten aus der erwachsenen menschlichen Großhirnrinde, um die molekularen Grundlagen zu untersuchen, die die direkte Umwandlung von einer zellulären Identität (Perizyten) zu einer anderen (induzierte Neuronen) steuern.

[1] Kandel, E. R. Principles of neural science. 5th edn, (McGraw-Hill, 2013).