Molekularer Schalter für embryonale Diapause ^{CEFR B2}

Die Studie in Genes & Development liefert eine detaillierte Erklärung, wie diapauseähnliche Zustände in Maus‑embryonalen Stammzellen entstehen und die Pluripotenz erhalten bleibt. Frühere Befunde zeigten mehrere unabhängige Wege in Energiesparmodi, darunter mTOR‑Hemmung, Verminderung der Myc‑Transkriptionsfaktoren und Veränderungen an Chromatin‑Regulatoren wie MOF. Alexander Tarakhovsky beschreibt Diapause als Überlebensstrategie, die über verschiedene Mechanismen erreicht werden kann.

In neuen Experimenten verwendete das Team I‑BET151, einen im Labor entwickelten BET‑Inhibitor, um Myc‑Mangel zu imitieren, und parallel eine mTOR‑Hemmung als Modell für Nährstoffknappheit. In beiden Fällen blieben die embryonalen Stammzellen pluripotent, obwohl ihr Stoffwechsel, die RNA‑Produktion und die Proteinsynthese stark heruntergefahren wurden. Die Zellen widersetzten sich Differenzierungsreizen und setzten nach Entfernen der Hemmstoffe die normale Entwicklung fort; sie konnten zu gesunden Embryonen beitragen.

Biochemisch lösten alle Stressoren dieselbe Kernantwort aus: Es wurden Gene angeschaltet, die als Bremsen des MAP‑Kinase‑Wegs wirken, der sonst Stammzellen zur Schicksalsentscheidung drängt. Verschiedene Belastungen verdrängten das Repressorprotein Capicua, das diese Bremsgene normalerweise stillhält; ohne Capicua konnten die Bremsen aktiviert werden. Die Arbeit stützt die Idee, dass Diapause aus der Struktur regulatorischer Netzwerke entsteht.

Aufbauend auf epigenetischer Forschung des Tarakhovsky‑Labors, etwa zur Histon‑Mimikry, legen die Ergebnisse nahe, dass derselbe Bremsmechanismus auch das Überleben von Immunzellen, Gewebe‑Stammzellen, Viren und Krebszellen unter langer Stoffwechselbelastung erklären könnte. Das Team untersucht zudem, ob diapauseähnliche Programme das Altern von Neuronen und ihre Widerstandsfähigkeit gegen Schäden beeinflussen.