Abschlussarbeiten

Braunes und weißes Fettgewebe erfüllen sehr unterschiedliche Funktionen im Körper. Weiße Fettzellen speichern hauptsächlich Energie in Form von Fett. Braune Fettzellen sind hingegen für die Wärmeerzeugung zuständig. Dies geschieht durch das Protein UCP1 (Uncoupling Protein 1), das eine spezielle Form der Energieumwandlung ermöglicht („zitterfreie Thermogenese“).

Spannend ist, dass Fettvorläuferzellen (noch nicht vollständig ausgereifte Zellen) von Mäusen nach einer Behandlung mit bestimmten Wachstumsfaktoren anfangen, UCP1 zu exprimieren, obwohl sie zu diesem Zeitpunkt noch keine reifen braunen Fettzellen sind. Warum dieser Effekt auftritt und wie er die spätere Entwicklung der Fettzellen beeinflusst, ist bisher unklar.

Um diese Frage zu untersuchen, liegen bereits experimentelle Daten vor:

• scRNA-seq-Daten von braunen Fettvorläuferzellen: unbehandelt oder behandelt mit drei verschiedenen Wachstumsfaktoren (FGF1, FGF2, FGF8).
• bulkRNA-seq-Daten zu späteren Zeitpunkten der Differenzierung:
  • Zeitpunkt 0 (direkt nach der Behandlung),
  • Zeitpunkt 3 (Zellen kurz vor der Reifung),
  • Zeitpunkt 9 (vollständig ausgereifte braune Fettzellen).

Im Rahmen der Arbeit soll zunächst die Analyse der scRNA-seq-Daten im Vordergrund stehen. Dabei wollen wir herausfinden, wie sich die Vorläuferzellen unter den verschiedenen Behandlungen unterscheiden. Ein Schwerpunkt wird dabei auf Deconvolution-Methoden liegen: Wir möchten mithilfe der scRNA-seq-Daten besser verstehen, welche Zelltypen oder -zustände in den späteren bulkRNA-seq-Daten vertreten sind. Anschließend wollen wir untersuchen, wie sich die Vorbehandlung mit den Wachstumsfaktoren langfristig auf die Entwicklung der Zellen auswirkt.

Das Projekt verbindet biologische Fragestellungen mit bioinformatischen Methoden und richtet sich besonders an Studierende, die Lust haben, mit Transkriptom-Daten (scRNA-seq und bulkRNA-seq) zu arbeiten und daraus biologische Zusammenhänge abzuleiten.

Kontaktperson: katharina.kuellmer(at)tum.de