Prof. Dr. Eileen E.M. Furlong

Forschungsschwerpunkte: Genetik, Entwicklungsbiologie, Genomik, Genregulation, Zellentwicklung
Eileen Furlong ist eine irische Genetikerin und Entwicklungsbiologin. Ihr besonderes Interesse ist auf die Regulierung des Genoms innerhalb des komplexen dreidimensionalen Zellkerns gerichtet und darauf, wie dies wiederum die Embryonalentwicklung reguliert. Im Fokus ihrer Arbeit steht die Untersuchung der Kontrollelemente, sogenannter Enhancer, die den Beginn der Genexpression regulieren. Die Wissenschaftlerin hat innovative Methoden entwickelt, um zu entschlüsseln, wie Enhancer funktionieren und wie sie die Gewebeentwicklung regulieren. Mit dieser grundlegenden Forschung trägt sie maßgeblich zum Verständnis der biologischen Pfade bei, die von genetischen Varianten zur Erkrankung führen.
Die Entwicklungsbiologin geht grundlegenden Fragen der Biologie nach, die bereits seit hunderten von Jahren gestellt werden: Woher kommt unsere Komplexität? Eine Nervenzelle, eine Muskelzelle oder eine Hautzelle unterscheiden sich deutlich voneinander deutlich, obwohl alle Zellen eines Organismus die gleiche DNA besitzen und einen gemeinsamen Ursprung haben – die befruchtete Eizelle. Die Vielfalt (oder: Diversifizierung) entsteht nur durch die Entwicklung während der Differenzierung, bei der manche Gene aktiviert, andere dagegen stillgelegt werden – ein Prozess, der durch Enhancer reguliert wird. Zellen reifen so zu ihrer endgültigen funktionellen Form heran.
Der Prozess des An- und Abschaltens von Genen ist für nahezu alle biologischen Abläufe von zentraler Bedeutung, denn Fehler können dabei zu zahlreichen Krankheiten führen. Die Genexpression wird durch Kontrollelemente, Enhancer, reguliert. Das menschliche Genom enthält etwa 28.000 Gene, aber ungefähr eine Million Enhancer, die verschiedene Aspekte bzw. Stadien der Genexpression steuern, indem sie die den Genen „mitteilen“, wann und wo sie exprimiert werden sollen.
Eileen Furlongs Gruppe untersucht die grundlegenden Prozesse, mit denen Enhancer spezifische Gene regulieren – wobei es um die korrekten Gene und nicht andere benachbarte Gene geht, da dies sonnst zu Defekten in der Entwicklung des Embryos führen könnte. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gehen der Frage auf den Grund, wie die Vielzahl an Enhancern zusammenwirkt, um eine solche Vielfalt an Zellen hervorzubringen, und wie Transkriptionsprogramme den Differenzierungsprozess steuern. Unsere DNA ist wie Wolle zu einem Knäuel gefaltet und verwickelt, um in den kleinen Platz eines Zellkerns zu passen. In dieser kompakten Umgebung muss die gesamte Regulierung mittels Enhancern und die Genexpression funktionieren – und die Arbeit von Eileen Furlong gibt Aufschluss darüber, wie dies geschieht.
Eileen Furlongs Team hat Pionierarbeit auf dem Gebiet der Genom-Regulierung geleistet, indem es modernste Methoden interdisziplinär entwickelt, kombiniert und optimiert hat. Neben klassischen Ansätzen der Genetik verwendet die Gruppe innovative Techniken, wie Einzelzell-Genomik, CRISPR/Cas9- Genome Editing, Optogenetik und Deep Learning (Künstliche Intelligenz), um zu erforschen, wie das Entwicklungsprogramm innerhalb eines Organismus gesteuert wird. Ihr besonderes Interesse gilt dabei der Entwicklung von Herz- und Muskelzellen.
Eileen Furlongs Arbeit hat viele grundlegende Prinzipien aufgedeckt, wie das Genom während der Embryogenese gefaltet und reguliert wird, und wie Enhancer in ausgedehnten und komplexen Netzwerken interagieren, um die Embryonalentwicklung zu steuern. Ihre Forschung hat sowohl die biologische Grundlagenforschung vorangebracht als auch neue Erkenntnisse darüber gewonnen, wie genetische Mutationen zu multiplen Erkrankungen führen können.