Das Nachwuchsgruppen-Projekt Xnet beschäftigt sich mit der Signalsteuerung in Zellen. Komplexe Organismen sind aus Tausenden von Zellen aufgebaut. Viele Zellen übernehmen dabei unterschiedliche Funktionen. Die Spezialisierung findet zumeist schon in der Embryonalentwicklung statt. Sie wird durch spezifische Programme gesteuert, die Gentranskription an- oder ausschalten. Diese Steuerung steht unter dem Einfluss externer Signale und eines komplexen Regulationsnetzwerkes. Im vorliegenden Projekt soll ein solches Netzwerk zur Steuerung der X-Chromosomen-Inaktivierung untersucht werden. Die X-Chromosomen-Inaktivierung ist ein essentieller Entwicklungsprozess, bei dem in der weiblichen Embryonal-Entwicklung eines der beiden X-Chromosomen einer Zelle komplett transkriptionell „abgeschaltet“ wird. Dieser Prozess wird durch die nicht-kodierende RNA Xist gesteuert. Xist wird vom X-Chromosom produziert, das der künftigen Inaktivierung unterliegt. Das Projekt Xnet untersucht das diesen Prozess steuernde Gen-Netzwerk.

Im Projektverlauf sollen quantitative Einzelzell-Messungen der nicht-kodierenden RNA Xist und ihrer Regulatoren in differenzierenden embryonalen Stammzellen durchgeführt werden. Auf der Grundlage dieser Messungen wird dann ein mathematisches Modell des zugrunde liegenden regulatorischen Netzwerks entwickelt. Modellanalysen sollen Aufschluss darüber geben, welche regulatorischen Prinzipien Anwendung finden, um das richtige Xist-Aktivitätsmuster zu gewährleisten. Zudem sind Hochdurchsatzexperimente geplant, um bisher unbekannte Xist-Regulatoren zu identifizieren. In einem weiteren Teilprojekt wird untersucht, wie die X-Chromosomen-Inaktivierung in das Stammzell-Differenzierungsprogramm eingebunden ist. Die Ergebnisse werden einen wichtigen Beitrag zur Aufklärung der Frage leisten, welche regulatorischen Prinzipien die Natur anwendet, um ein spezifisches zelluläres Transkriptionsprofil sicherzustellen.