Onderwijs of Opleiding vacatures in Woerden

Hubrecht InstituteHubrecht Institute

• Onderzoeksgroepen

• Vrienden

De Sonnen-groep onderzoekt hoe signalerings pathways informatie doorgeven om de ontwikkeling en homeostase van multicellulaire systemen te regelen.

Signalling waves during segmentation of mouse embryos

Communicatie tussen cellen verloopt via signaalroutes. Hoewel deze routes al lange tijd worden bestudeerd als belangrijke regulatoren van cellulaire controle, is het pas in recente jaren mogelijk geworden om de rol van signaleringsdynamiek experimenteel te onderzoeken - dat wil zeggen, veranderingen in signaalactiviteit in de tijd. De timing en dynamiek van signalen zijn cruciaal voor een nauwkeurige en efficiënte coördinatie tussen cellen.

Onderzoek in afzonderlijke cellen heeft aangetoond dat biologische informatie kan worden gecodeerd in signaaldynamiek. Dankzij nieuwe technologieën en geavanceerde in-vitro modelsystemen kunnen we nu bestuderen hoe deze dynamische codering functioneert op het niveau van meercellige systemen (overzicht in Sonnen and Aulehla 2014 ).

In ons lab passen we deze benaderingen toe om dynamische signaalcodering te onderzoeken tijdens de vroege embryonale ontwikkeling, met behulp van modelsystemen zoals gastruloïden, blastoïden en blastocysten. Daarnaast bestuderen we signaaldynamiek in weefselhomeostase en regeneratie, met een bijzondere focus op de darm, en onderzoeken we hoe verstoringen in deze processen kunnen bijdragen aan kanker.

Meer weten over het lab? Visit our Sonnen Lab website .

(figure reprinted and modified from Cell according to CC BY-NC-ND 4.0, Sonnen et al. 2018)

Wat we doen

Het Sonnen Lab bestudeert hoe biologische informatie wordt overgedragen via signaaldynamiek in meercellige systemen, van vroege embryonale ontwikkeling tot weefselhomeostase en ziekte bij volwassenen.

We maken gebruik van geavanceerde modelsystemen zoals muis-somitogenese, gastruloïden en blastoïden om te onderzoeken hoe dynamische signalering de vroege ontwikkeling en blastocystvorming coördineert. Voor het bestuderen van weefselonderhoud en regeneratie richten we ons op de dunne darm als model voor homeostase en onderzoeken we hoe verstoringen in deze processen bijdragen aan kanker.

Ons onderzoek combineert ontwikkelingsbiologie, biochemie en celbiologie met kwantitatieve benaderingen. We meten signaaldynamiek met real-time fluorescentie-imaging in gastruloïden, blastoïden en organoïden, en vullen dit aan met tijd-opgeloste proteomics ( preprint ) en single-cell tracking ( preprint ) om signaaldynamiek op verschillende schalen vast te leggen.

Een centrale focus van het lab is de ontwikkeling van nieuwe methoden om signalering in ruimte en tijd te sturen. We gebruiken microfluidica om signaaldynamiek nauwkeurig te manipuleren ( Sonnen et al. 2018 , Sonnen and Merten 2019 ) en ontwikkelen optogenetische benaderingen voor gerichte, omkeerbare verstoringen met hoge spatiotemporele precisie.

Hoe sturen signaaldynamieken de embryonale ontwikkeling aan?

Somitogenese is de periodieke vorming van somieten - de bouwstenen van wervels en axiale spieren - tijdens de vroege embryonale ontwikkeling. Deze opeenvolgende segmentatie van het presomitisch mesoderm (PSM) wordt gereguleerd door een combinatie van signaalgradiënten en oscillaties. Oscillerende activiteit in de Notch-, Wnt- en FGF-signaalroutes vormt de zogenoemde segmentatieklok , die de timing van somietvorming bepaalt.

Ons werk heeft aangetoond dat cruciale informatie voor periodieke segmentatie niet alleen in de oscillaties zelf ligt, maar in de relatieve timing tussen Wnt- en Notch-signaaloscillaties ( Sonnen et al. 2018 ). Met behulp van single-cell tracking in groeiende muizenembryo's hebben we bovendien laten zien dat de koppeling van celproliferatie aan deze signaaloscillaties zorgt voor robuuste somietschaling ( preprint ).

Om deze mechanismen te onderzoeken, maken we gebruik van zowel in vivo modellen als geavanceerde in vitro systemen. Voor vroege ontwikkeling bestuderen we blastocysten en blastoïden om te begrijpen hoe signaaldynamiek de eerste stappen van de embryogenese stuurt, terwijl gastruloïden ons in staat stellen om complexere processen zoals somitogenese te modelleren.

Samen helpen deze benaderingen ons te ontrafelen hoe dynamische signalering patroonvorming en timing tijdens de embryonale ontwikkeling reguleert, en bieden zij inzicht in hoe verstoringen van deze processen kunnen bijdragen aan ziekte.

De ontwikkeling van organoïd-culturen maakt het nu mogelijk om volwassen weefsels ex vivo te laten groeien en biedt daarmee een gecontroleerd systeem om dynamische regulatie te bestuderen. Door organoïden te combineren met dynamische signaalreporters, real-time imaging en microfluidische perturbaties kunnen we ontrafelen hoe signaaldynamiek weefselhomeostase en regeneratie aanstuurt.

Onze recente preprint laat zien dat deze benaderingen nauwkeurige monitoring en manipulatie van signaalroutes in organoïd-culturen mogelijk maken. Hiermee wordt duidelijk hoe de timing en coördinatie van signalen het onderhoud van weefsels bepalen en hoe verstoringen in deze processen kunnen bijdragen aan kanker.

In ons lab onderzoeken we hoe veranderingen in signaaldynamiek bijdragen aan de ontwikkeling van kanker en of deze dynamische eigenschappen kunnen worden benut voor therapie. Met steun van de KWF Kankerbestrijding bestuderen we hoe veranderingen in de timing en coördinatie van signalering tumorgroei en -progressie aandrijven. Door geavanceerde imaging, organoïdmodellen en gerichte verstoring van signaalroutes te combineren, streven we ernaar nieuwe strategieën te ontwikkelen om in te grijpen in kanker op het niveau van ruimtelijke en temporele signaalcontrole.

J Cell Sci 126: 3223-3233

3D-structured illumination microscopy provides novel insight into architecture of human centrosomes.

Sonnen KF, Schermelleh L, Leonhardt H, Nigg EA

Biology Open 1: 965-976

Ina Sonnen

Ina is senior groepsleider bij het Hubrecht Institute. Haar groep bestudeert hoe biologische informatie robuust wordt overgedragen via signaalpaddynamiek in multicellulaire systemen. Ze concentreren zich op de rol van signaalpaddynamiek (1) tijdens ontwikkeling met behulp van muis-somitogenese als modelsysteem en (2) tijdens weefselhomeostase met behulp van intestinale organoïden als modelsysteem. De Sonnen-groep gebruikt technieken om de dynamiek van signaleringsroutes te verstoren en kwantitatief te analyseren. Ze hebben een microfluïdisch systeem opgezet om de intercellulaire signalering in multicellulaire systemen dynamisch te moduleren. Bovendien vullen ze die tools aan met biochemische en celbiologische technieken om het mechanisme van dynamische signaalcodering op moleculair niveau te ontrafelen.

Wetenschappelijke training en posities

Studies of biochemistry and molecular biology

• EMBL/ Marie Curie-cofunded Postdoctoral Fellowship "EMBL interdisciplinary postdocs
"

We hebben verschillende spannende projecten beschikbaar voor masterstudenten. Stuur een e-mail naar als je geïnteresseerd bent in een stage in onze groep.