Molekulare Immunologie & Neurodegeneration
Priv.-Doz. Dr. Marc Beyer
Gruppenleiter
Sigmund-Freud-Str. 27
53127 Bonn

marc.beyer@dzne.de
 +49 228 43302-565

Forschungsschwerpunkte

Die Arbeitsgruppe von Dr. Beyer beschäftigt sich mit der molekularbiologischen Charakterisierung von Zellen des angeborenen und adaptiven Immunsystems, die bei der Entwicklung von neurodegenerativer Erkrankungen eine wichtige Rolle spielen. Fokus liegt hierbei vor allem auf Prozessen, die zur Aktivierung und Reprogrammierung der Zellen führen.

Unser Hauptaugenmerk ist die Charakterisierung von regulatorischen T-Zellen, T-Zell Differenzierung und T-Zell Erschöpfung. So konnten wir zeigen, dass Satb1 (Special AT-rich binding protein 1) durch die Umstrukturierung des Chromatins eine wichtige Rolle in regulatorischen T-Zellen sowie peripheren T-Helfer Zellen spielt und dadurch auch die Entwicklung von Autoimmunerkrankung beeinflussen kann.Außerdem konnten wir zeigen, dass chronische Virusinfektionen durch Sekretion des proinflammatorischen Zytokins TNF (Tumor necrosis factor) zur Dysfunktion von T-Zellen führt.

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Aufbauend auf diesen Arbeiten untersuchen wir zurzeit die Rolle von T-Zellen in der Pathogenese von neurodegenerativen Erkrankungen.

Darüber hinaus beschäftigen wir uns mit der Aktivierung und Differenzierung von myeloiden Zellen. In den letzten Jahren konnten wir wesentlich zum besseren Verständnis von Polarisierungsprozessen und der Entstehung von Makrophagen und dendritischen Zellen beigetragen. Momentan fokussieren wir hierbei auf Mikroglia in neurodegenerativen Erkrankungen und die Charakterisierung der Zellen auf transkriptioneller und epigenetischer Ebene.

Darüber hinaus untersucht die Arbeitsgruppe seit langer Zeit die Rolle von Transkriptionsfaktoren und Chromatinstruktur-Proteinen. Insbesondere interessiert uns der Einfluss dieser Proteine auf die Entwicklung und Differenzierung von T-Zellen. In diesem Zusammenhang haben wir vor Kurzem einen Transkriptionsfaktor identifiziert, welcher spezifisch in regulatorischen T-Zellen exprimiert ist. Daneben konnten wir ein neues Enzym beschreiben, das für die suppressiven Eigenschaften der T-Zellen insbesondere im Fettgewebe wichtig ist. In regulatorischen T-Zellen führt der Verlust des Enzyms zur Insulinresistenz durch die Ansammlung nicht funktionaler regulatorischer T-Zellen.

Daneben wenden wir unterschiedliche Hochdurchsatz-Einzelzellmethoden an, um die Heterogenität von Zellen zu charakterisieren, sowie unterschiedliche Zellpopulationen und entwicklungsbiologische Signalwege zu identifizieren. Dadurch charakterisieren wir die Zellen sowohl auf Protein (Multi-Parameter Durchflusszytometrie) als auch auf transkriptomischer Ebene (Einzelzell RNA-seq). Diese Einzelzellmethoden werden genutzt um 1) die zelluläre Heterogenität während neurodegenerativer Prozesse zu beschreiben und 2) molekulare Mechanismen zu verstehen.

Darüber hinaus ist die Arbeitsgruppe an der Anwendung von genetischem Engineering insbesondere der TALEN und CRISPR/Cas9 Technologie interessiert. So versuchen wir die Technik für Überexpressionsexperimente zu nutzen sowie bestimmte Genesequenzen zu entfernen. Dies hilft uns die transkriptionelle Regulation und den Einfluss von regulatorischen Genelementem zu analysieren.

Schlüsselpublikationen

Mass E, Ballesteros I, Farlik M, Halbritter F, Günther P, Crozet L, Jacome‐Galarza CE, Händler K, Klughammer J, Kobayashi Y, Gomez‐Perdiguero E, Schultze JL, Beyer M*, Bock C*, Geissmann F*. Specification of tissue‐resident macrophages during organogenesis. Science. 2016 Sep 09; 353:pii: aaf4238.
Beyer M, Abdullah Z, Chemnitz JM, Maisel D, Shinde PV, Lehmann C, Thabet Y, Hofmann A, Popov A, Lang KS, Fätkenheuer G, Lang PA, Hartmann P, Knolle PA, Schultze JL. TNF dependent induction of inhibitory pathways in CD4+ T cells in advanced human HIV and murine LCMV infection. Nat Immunol. 2016 Mar 07; doi: 10.1038/ni.3399
Böttcher JP*, Beyer M*, Meissner F, Abdullah Z, Sander J, Höchst B, Eickhoff S, Rieckmann J, Rousso C, Bauer T, Dolf A, Endl E, Engel D, Jung S, Busch D, Protzer U, Thimme R, Mann M, Kurts C, Schultze JL, Kastenmüller W, Knolle PA. * shared first authors. CX3CR1/Fractalkine receptor expression separates memory CD8+ T cells with distinct functional profiles. Nat Commun. 2015 Sep 25; 6:8306.
Sommer D, Peters A, Wirtz T, Mai M, Ackermann J, Thabet Y, Schmidt J, Weighardt H, Wunderlich FT, Degen J, Schultze JL, Beyer M. Efficient genome engineering by targeted homologous recombination in mouse embryos using transcription activator-like effector nucleases. Nat Commun. 2014 Jan 13; 5:3045.
Beyer M, Thabet Y, Müller RU, Sadlon T, Classen S, Lahl K, Basu S, Zhou X, Bailey-Bucktrout SL, Krebs W, Schönfeld EA, Böttcher J, Golovina T, Mayer CT, Hofmann A, Sommer D, Debey-Pascher S, Endl E, Limmer A, Hippen KL, Blazar BR, Balderas R, Quast T, Waha A, Mayer G, Famulok M, Knolle PA, Wickenhauser C, Kolanus W, Schermer B, Bluestone JA, Barry SC, Sparwasser T, Riley JL, Schultze JL. Repression of the genome organizer SATB1 in regulatory T cells is required for suppressive function and inhibition of effector differentiation. Nat Immunol. 2011 Aug 14; 12:898-907.

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