Foto: IMBA

Umprogrammierung am Beginn des Lebens

6. Oktober 2017, 16:40

Sabrina Ladstätter erforscht Reparaturmechanismen bei der Entstehung von Embryos

Wien – Am Anfang jedes neuen Lebens steht die Verschmelzung zweier hochspezialisierter Zellen, der Samen- und der Eizelle. Damit ein vollständiges Lebewesen entstehen kann, muss jedoch das elterliche Erbgut im vorerst einzelligen Embryo umprogrammiert werden. "Diese Phase ist äußerst kritisch", erläutert Sabrina Ladstätter. "Deshalb hat die Natur spezielle Kontroll- und Reparaturmechanismen in die komplexen Umprogrammierungsvorgänge eingebaut."

In ihrer Dissertation hat die 31-jährige Biotechnologin am Institut für Molekulare Biotechnologie (Imba) diese Mechanismen untersucht. Was sie dabei herausgefunden hat, erlaubt nicht nur einen tieferen Einblick in das zelluläre Geschehen bei der Entstehung von Leben, sondern wird sich auch auf die moderne Reproduktionsmedizin und die Generierung von Stammzellen auswirken, aus denen jede beliebige Zelle im Körper hervorgehen kann.

"Bei der Kontrolle und Reparatur im Zuge der Umprogrammierung des elterlichen Erbguts übernimmt die Eizelle eine führende Rolle", sagt Ladstätter. "Sie nimmt das männliche Erbgut auf und ändert die epigenetische Prägung der väterlichen DNA." Diese epigenetische Prägung könne man sich als eine Art DNA-Verpackung vorstellen, welche die Zugänglichkeit der DNA reguliert. "Wird diese Verpackung nun von der Eizelle umgestaltet, führt das zu einer zeitweilig geänderten Interpretation der in der DNA enthaltenen Informationen und dirigiert somit die Entwicklung der Zelle."

In ihrer Arbeit konnte die Forscherin zeigen, dass es bei diesem Prozess zu Schäden in der väterlichen DNA kommen kann, die durch mütterliche Proteine erkannt und repariert werden. "Eine weitere Zellteilung ist erst möglich, wenn die Brüche in der väterlichen DNA korrigiert sind." Für ihre im Fachjournal Cell veröffentlichten Erkenntnisse wurde die gebürtige Brandenburgerin vergangene Woche mit dem Life Science Research Award Austria 2017 ausgezeichnet. Der Preis wird jährlich von der Österreichischen Gesellschaft für Molekulare Biowissenschaften und Biotechnologie und dem Wissenschaftsministerium vergeben.

Dass sie eine starke Neigung zur Wissenschaft hat, war Sabrina Ladstätter schon zu Beginn ihres Studiums an der FH Lausitz in Südbrandenburg klar. "Es hat mich schon immer fasziniert, dass aus der Fusion von zwei sehr speziellen Zellen etwas gänzlich Neues entstehen kann." Mit der Faszination kam die Neugier: Was genau passiert hier? Welche Mechanismen bewirken, dass die Zellen in unserem Körper – die ja alle das gleiche Erbgut haben – ganz unterschiedliche Identitäten annehmen und sich zu Haut-, Leber-, Blut- oder Keimzellen et cetera entwickeln können?

Der Wunsch, den Grundlagen des Lebens in die Karten zu schauen, hat Ladstätter bereits während ihrer Studienzeit an unterschiedliche ausländische Universitäten, unter anderem an das Karolinska-Institut in Schweden, geführt. Eine Doktorandenstelle am Imba brachte sie vor fünf Jahren schließlich nach Wien. Der damit verbundene Kulturschock sei minimal gewesen, die Anfangshürden eher sprachlicher Natur und bald überwunden, wie sie sagt. Immerhin ist sie seit einem Jahr mit einem Wiener mit Kärntner Wurzeln verheiratet. (Doris Griesser, 6.10.2017)