Die Umwelt spielt eine entscheidende Rolle bei der Regulierung der Embryonalentwicklung: Äußere Faktoren, wie der Sauerstoffgehalt und die Verfügbarkeit von Nährstoffen, sind für das Überleben der Embryonalzellen von entscheidender Bedeutung. Darüber hinaus beeinflussen diese Faktoren wesentlich den metabolischen Zustand der Zellen, der wiederum die Zellproliferation, das Wachstum, die Signalübertragung und die Epigenetik reguliert. Wie der metabolische Zustand von Zellen in Entwicklungsprozesse integriert wird und ob er eine regulatorische Funktion erfüllt, ist jedoch weitgehend unbekannt. Als Postdoktorandin am EMBL Barcelona (Forschungsgruppen Vikas Trivedi und Miki Ebisuya) untersuchte Kristina Stapornwongkul, wie der metabolische Zustand einer Zelle deren Entscheidung zur Differenzierung in unterschiedliche Zelltypen beeinflussen kann. „Der Stoffwechsel ist nicht nur ein Hintergrundrauschen, sondern beeinflusst das Zellverhalten – aber wie er das tut, ist noch weitgehend unbekannt“, sagt Stapornwongkul.

Stapornwongkul entwickelte stammzellbasierte in-vitro-Modelle für die Gastrulation, die Phase der Bildung dreier Keimblätter im frühesten Embryonalstadium. Mithilfe dieser so genannten Gastruloiden konnte Stapornwongkul zeigen, dass der metabolische Zustand für die Entwicklung wichtige Signalwege beeinflusst und sich auf die Bildung der Keimschichten auswirkt. Insbesondere spielt der Glukosespiegel eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung des Zellschicksals während der Gastrulation. Stapornwongkuls Arbeit ermöglichte damit neue Einblicke in das Zusammenspiel von Stoffwechsel und Signalwegen.  

In ihrem eigenen Labor am IMBA wird Stapornwongkul nun untersuchen, wie der Stoffwechsel in die embryonale Entwicklung integriert ist. „Wir werden uns mit grundlegenden Fragen beschäftigen wie: Wie beeinflusst der Stoffwechsel Entscheidungen über das Zellschicksal? Wie stabil sind Entwicklungsprozesse wie Musterbildung und Morphogenese bei wechselnder Nährstoffversorgung? Und was ist der energetische Aufwand der Morphogenese?“, erklärt Stapornwongkul. Um diese Fragen zu beantworten, wird ihr Team neue Instrumente zur Darstellung der räumlichen und zeitlichen Dynamik des Metabolismus entwickeln und aus menschlichen Stammzellen gewonnene Modelle zur Untersuchung der Gastrulation und der Entwicklung des Neuralrohrs verwenden. 

Neben ihrer Forschung möchte Stapornwongkul für eine inklusive und unterstützende Arbeitsumgebung sorgen, in der ihr Team seine wissenschaftliche Neugier frei entfalten kann. Inspiriert von ihren eigenen Erfahrungen mit engagierten Mentoren möchte sie einen Raum der Zusammenarbeit schaffen, in dem sowohl wissenschaftliche Spitzenleistungen als auch persönliches Wachstum im Vordergrund stehen. „Mir ist es wichtig, eine positive und motivierende Atmosphäre zu schaffen in der meine Teammitglieder sich in ihrer beruflichen Laufbahn unterstützt fühlen – egal, ob sie in der akademischen Forschung bleiben oder einen anderen Weg einschlagen“, betont sie.  

Im Rahmen ihrer Doktorarbeit bei Jean-Paul Vincent am Francis Crick Institute entwickelte Stapornwongkul einen künstlichen Morphogen-Gradienten im Flügel der Fruchtfliege Drosophila – eine Arbeit, für die sie mehrfach ausgezeichnet wurde, unter anderem mit der Beddington Medal 2021 der British Society for Developmental Biology und dem Internationalen Birnstiel Preises des IMP, das ebenfalls am Vienna BioCenter angesiedelt ist.    

Nachdem sie das Vienna BioCenter in den letzten Jahren mehrmals besucht hat, freut sich Stapornwongkul auf die Arbeit am Campus und am IMBA: „Das Vienna BioCenter ist ein inspirierender Ort: Hier sind die Menschen nicht nur leidenschaftlich an ihrer eigenen Forschung interessiert, sondern auch an den Arbeiten anderer Gruppen und daran, sich intensiv auszutauschen. Darüber hinaus setzt sich das IMBA aktiv für die Förderung junger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ein. Das sind die idealen Voraussetzungen für exzellente Wissenschaft.“  

Für den Aufbau ihres Teams sucht Stapornwongkul derzeit Doktoranden, Postdocs und technische Assistent: innen, die sich für Metabolismus, Embryonalentwicklung und interdisziplinäre Ansätze interessieren, die Gentechnik, Bildgebung und computergestützte Modellierung kombinieren.  

Willkommen am IMBA, Kristina!