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Transkriptionsfaktoren (TFs) orchestrieren die Genexpression und spielen somit eine zentrale Rolle in praktisch jedem zellulären Prozess, einschließlich der Kontrolle der Zellidentität. FTs sind im Allgemeinen in Netzwerken organisiert, innerhalb derer sich verschiedene FTs gegenseitig aktivieren oder hemmen. die Richtung dieser Interaktionen kennen wir zwar sehr gut, aber wir haben keine quantitativen Informationen über die Konzentration und das dynamische Verhalten von FTs. Diese quantitativen Informationen sind unerlässlich, um zu verstehen, welche Einschränkungen die FT-Netze aktiv halten und unter welchen Bedingungen sie inaktiviert werden. Dies ist besonders wichtig im Zusammenhang mit der Regulierung der zellulären Identität, die in erster Linie durch FT-Netze kontrolliert wird.
In diesem Projekt schlagen wir vor, eine breite Palette von quantitativen in vitro- und in vivo-Methoden zur Bestimmung der biophysikalischen, Konzentrations- und DNA-Bindungseigenschaften von 7 verschiedenen FTs, die an der Erneuerung embryonaler Stammzellen der Maus beteiligt sind, einzusetzen. Wir werden Methoden zur Abbildung einzelner Moleküle von FTs, zur Überwachung von FT-Konzentrationen in lebenden Zellen durch Bildgebung, zur Synthese künstlicher FTs, zu genomischen Methoden zur Kartierung der FT-Bindung im Genom und zur mathematischen Modellierung verwenden. Dieses Projekt wird es uns ermöglichen, das dynamische Verhalten dieses Netzwerks von FTs vorherzusagen, was uns helfen wird, besser zu verstehen, wie FTs die Zellidentität regulieren.