Skip to main content
developed_brain_with_neural_stem_cells_in_green_2_isf
Helmholtz Munich | ISF

Stem Cell Center Institute of Stem Cell Research

The Institute of Stem Cell Research (ISF) investigates the basic molecular and cellular mechanisms for stem cell maintenance and stem cell differentiation (Camargo et al., Nature, 2019, O'Neill et al., Science, 2022). On this basis, the ISF develops approaches for the replacement of degenerated cell types, either by activation of endogenous stem cells or by re-programming other endogenous cells for repair (Russo et al., Cell Stem Cell, 2021, Sonsala et al., Neuron, 2024, Pereira et al., Nature Neuroscience, 2024).

The Institute of Stem Cell Research (ISF) investigates the basic molecular and cellular mechanisms for stem cell maintenance and stem cell differentiation (Camargo et al., Nature, 2019, O'Neill et al., Science, 2022). On this basis, the ISF develops approaches for the replacement of degenerated cell types, either by activation of endogenous stem cells or by re-programming other endogenous cells for repair (Russo et al., Cell Stem Cell, 2021, Sonsala et al., Neuron, 2024, Pereira et al., Nature Neuroscience, 2024).

Research Groups

neural_stem_cells_1_isf
Helmholtz Munich | ISF
Götz Group

Neural Stem Cells

The institute is devoted to understand stem cell function better – especially how they generate the functional cells of an organ. This implies studying the balance between self-renewal and differentiation and generally how cell fate is established and stabilized. We use molecular tools, in particular CRISPR and viral vector tools, as well as cell biological tools to understand and manipulate these fundamental processes in order to utilize the mechanisms identified for replacing cells lost in disease. We have implemented this by the discovery of glia-to-neuron reprogramming (Heins et al., Nature Neuroscience, 2002), which we have by now established not only in the murine injured brain in vivo (Gascón et al., Cell Stem Cell, 2016), but also for human glial cells that we can efficiently convert into new neurons (Sonsalla et al., Neuron, 2024). Unexpectedly, not only transcriptional regulation plays a key role in direct reprogramming (Pereira et al., Nature Neuroscience, 2024), but also the highly cell-type-specific composition of organelles, such as mitochondria (Russo et al., Cell Stem Cell, 2021). Indeed, we discovered recently that pan-cellular organelles considered to function rather similar across cell types differ profoundly between even closely-related cell types (Camargo et al., Nature, 2019; O’Neill et al., Science, 2022). This discovery of organellar heterogeneity (Schieweck and Götz, Genes Dev., 2024) allows not only to understand how ubiquitous proteins can cause an organ-specific phenotype when mutated in patients (because only in some organs they are at the centrosome and cause a specific phenotype there), but also to improve fate conversion towards more healthy neurons (Russo et al., Cell Stem Cell, 2021; Sonsalla et al., Neuron, 2024).

Genetic engineering and gene manipulation concept. Hand is replacing part of a DNA molecule.
vchalup - stock.adobe.com
Stricker Group

Epigenetic Engineering

Principle investigator Dr. Stefan H. Stricker joined the Institute for Stem Cell Research at the Helmholtz Zentrum München as a guest scientist associated with the Ludwig-Maximilians-Universität Munich. Since December 2016 he is the head of the MCN Junior Research group "Epigenome Editing" at the BioMedical Center.

View Group

Scientists at ISF

Magdalena Götz Porträt_freigestellt

Prof. Dr. Magdalena Götz

Director of the Institute of Stem Cell Research View profile
Judith_3_picture_variante

Dr. Judith Fischer-Sternjak

Deputy Director of the Institute of Stem Cell Research, Director of Operations Stem Cell Center
Porträt Elsa Reis de Melo Michailov

Elsa Melo

Scientific, Office and Administrative Project Manager
Karin Ganea

Dr. Karin Ganea

Scientific Manager
Porträt Giacomo Masserdotti

Dr. Giacomo Masserdotti

Senior Scientist
Porträt Sedin Babajic

Sedin Babajic

IT Specialist, Administration
Porträt Manja Thorwirth Variante

Manja Thorwirth

Technical assistant
Porträt Paulina Chlebik Variante

Paulina Chlebik

Technical asisstant
Porträt Maria Richter Variante

Dr. Maria Richter

Post-doc
Porträt Florencia Lucia Merino Variante

Florencia Merino

PhD Student
Porträt Anthodesmi Krontira Variante

Dr. Anthodesmi Krontira

Post-doc
Porträt Aparajita Kumar Variante

Aparajita Kumar

PhD Student
Porträt Fabio Lateef Laredo Variante

Fabio Lateef Laredo

PhD Student
Porträt Maria Fernanda Martinez Reza Variante

Fernanda Martinez Reza

PhD Student

Detlef Franzen

Technical assistant

Giulia Antognolli

PhD Student

Matteo Puglisi

PhD Student

Poornemaa Natarajan

PhD Student

Daniela Cimino

PhD Student

Yiling Li

PhD Student

Giorgia Bulli

PhD Student

Dr. Maroussia Hennes

Post-doc

Ana Malpartida

PhD Student

Contact

Judith_3_picture_variante

Dr. Judith Fischer-Sternjak

Deputy Director of the Institute of Stem Cell Research, Director of Operations Stem Cell Center

Porträt Elsa Reis de Melo Michailov

Elsa Melo

Scientific, Office and Administrative Project Manager

2024 Scientific Article in Nature Neuroscience Nat. Neurosci. 27, 1260–1273 (2024)

Pereira, A. ; Diwakar, S.J. ; Masserdotti, G. ; Beşkardeş, S. ; Simon, T. ; So, Y. ; Martín-Loarte, L. ; Bergemann, F. ; Vasan, L. ; Schauer, T. ; Danese, A. ; Bocchi, R. ; Colomé-Tatché, M. ; Schuurmans, C. ; Philpott, A. ; Straub, T. ; Bonev, B. ; Götz, M.

Direct neuronal reprogramming of mouse astrocytes is associated with multiscale epigenome remodeling and requires Yy1.

2024 Review in Redox Biology Redox Biol. 75:103211 (2024)

Berndt, C. ; Alborzinia, H. ; Amen, V.S. ; Ayton, S. ; Barayeu, U. ; Bartelt, A. ; Bayir, H. ; Bebber, C.M. ; Birsoy, K. ; Böttcher, J.P. ; Brabletz, S. ; Brabletz, T. ; Brown, A.R. ; Brüne, B. ; Bulli, G. ; Bruneau, A. ; Chen, Q. ; DeNicola, G.M. ; Dick, T.P. ; Distéfano, A. ; Dixon, S.J. ; Engler, J.B. ; Esser-von Bieren, J. ; Fedorova, M. ; Friedmann Angeli, J.P. ; Friese, M.A. ; Fuhrmann, D.C. ; García-Sáez, A.J. ; Garbowicz, K. ; Götz, M. ; Gu, W. ; Hammerich, L. ; Hassannia, B. ; Jiang, X. ; Jeridi, A. ; Kang, Y.P. ; Kagan, V.E. ; Konrad, D.B. ; Kotschi, S. ; Lei, P. ; Le Tertre, M. ; Lev, S. ; Liang, D. ; Linkermann, A. ; Lohr, C. ; Lorenz, S. ; Luedde, T. ; Methner, A. ; Michalke, B. ; Milton, A.V. ; Min, J. ; Mishima, E. ; Müller, S. ; Motohashi, H. ; Muckenthaler, M.U. ; Murakami, S. ; Olzmann, J.A. ; Pagnussat, G.C. ; Pan, Z. ; Papagiannakopoulos, T. ; Pedrera Puentes, L. ; Pratt, D.A. ; Proneth, B. ; Ramsauer, L. ; Rodriguez, R. ; Saito, Y. ; Schmidt, F. ; Schmitt, C. ; Schulze, A. ; Schwab, A. ; Schwantes, A. ; Soula, M. ; Spitzlberger, B. ; Stockwell, B.R. ; Thewes, L. ; Thorn-Seshold, O. ; Toyokuni, S. ; Tonnus, W. ; Trumpp, A. ; Vandenabeele, P. ; Vanden Berghe, T. ; Venkataramani, V. ; Vogel, F.C.E. ; von Karstedt, S. ; Wang, F. ; Westermann, F. ; Wientjens, C. ; Wilhelm, C. ; Wölk, M. ; Wu, K. ; Yang, X. ; Yu, F. ; Zou, Y. ; Conrad, M.

Ferroptosis in health and disease.

2022 Scientific Article in Science Science 376:eabf9088 (2022)

O'Neill, A.C. ; Uzbas, F. ; Antognolli, G. ; Merino, F.L. ; Draganova, K. ; Jäck, A. ; Zhang, S. ; Pedini, G. ; Schessner, J.P. ; Cramer, K. ; Schepers, A. ; Metzger, F. ; Esgleas Izquierdo, M. ; Smialowski, P. ; Guerrini, R. ; Falk, S. ; Feederle, R. ; Freytag, S. ; Wang, Z. ; Bahlo, M. ; Jungmann, R. ; Bagni, C. ; Borner, G.H.H. ; Robertson, S.P. ; Hauck, S.M. ; Götz, M.

Spatial centrosome proteome of human neural cells uncovers disease-relevant heterogeneity.

2022 Scientific Article in Cells Cells 11:520 (2022)

Sanchez-Gonzalez, R. ; Koupourtidou, C. ; Lepko, T. ; Zambusi, A. ; Novoselc, K.T. ; Durovic, T. ; Aschenbroich, S. ; Schwarz, V. ; Breunig, C. ; Straka, H. ; Huttner, H.B. ; Irmler, M. ; Beckers, J. ; Wurst, W. ; Zwergal, A. ; Schauer, T. ; Straub, T. ; Czopka, T. ; Trümbach, D. ; Götz, M. ; Stricker, S.H. ; Ninkovic, J.

Innate immune pathways promote oligodendrocyte progenitor cell recruitment to the injury site in adult Zebrafish brain.

2022 Scientific Article in EMBO Molecular Medicine EMBO Mol. Med.:e14797 (2022)

Giehrl-Schwab, J. ; Giesert, F. ; Rauser, B. ; Lao, C.L. ; Hembach, S. ; Lefort, S. ; Ibarra Del Rio, I.A. ; Koupourtidou, C. ; Luecken, M. ; Truong, D.-J.J. ; Fischer-Sternjak, J. ; Masserdotti, G. ; Prakash, N. ; Ninkovic, J. ; Hölter, S.M. ; Vogt Weisenhorn, D.M. ; Theis, F.J. ; Götz, M. ; Wurst, W.

Parkinson's disease motor symptoms rescue by CRISPRa-reprogramming astrocytes into GABAergic neurons.

2021 Scientific Article in Frontiers in cell and developmental biology Front. Cell Dev. Biol. 9:747667 (2021)

Senís, E. ; Esgleas Izquierdo, M. ; Najas, S. ; Jiménez-Sábado, V. ; Bertani, C. ; Giménez-Alejandre, M. ; Escriche, A. ; Ruiz-Orera, J. ; Hergueta-Redondo, M. ; Jimenez, M. ; Giralt, A. ; Nuciforo, P. ; Albà, M.M. ; Peinado, H. ; Del Toro, D. ; Hove-Madsen, L. ; Götz, M. ; Abad, M.

TUNAR lncRNA encodes a microprotein that regulates neural differentiation and neurite formation by modulating calcium dynamics.

2021 Review in Nature Neuroscience Nat. Neurosci. 24, 312-325 (2021)

Escartin, C. ; Galea, E. ; Lakatos, A. ; O'Callaghan, J.P. ; Petzold, G.C. ; Serrano-Pozo, A. ; Steinhäuser, C. ; Volterra, A. ; Carmignoto, G. ; Agarwal, A. ; Allen, N.J. ; Araque, A. ; Barbeito, L. ; Barzilai, A. ; Bergles, D.E. ; Bonvento, G. ; Butt, A.M. ; Chen, W.T. ; Cohen-Salmon, M. ; Cunningham, C. ; Deneen, B. ; de Strooper, B. ; Díaz-Castro, B. ; Farina, C. ; Freeman, M. ; Gallo, V. ; Goldman, J.E. ; Goldman, S.A. ; Götz, M. ; Gutiérrez, A. ; Haydon, P.G. ; Heiland, D.H. ; Hol, E.M. ; Holt, M.G. ; Iino, M. ; Kastanenka, K.V. ; Kettenmann, H. ; Khakh, B.S. ; Koizumi, S. ; Lee, C.J. ; Liddelow, S.A. ; MacVicar, B.A. ; Magistretti, P. ; Messing, A. ; Mishra, A. ; Molofsky, A.V. ; Murai, K.K. ; Norris, C.M. ; Okada, S. ; Oliet, S.H.R. ; Oliveira, J.F. ; Panatier, A. ; Parpura, V. ; Pekna, M. ; Pekny, M. ; Pellerin, L. ; Perea, G. ; Pérez-Nievas, B.G. ; Pfrieger, F.W. ; Poskanzer, K.E. ; Quintana, F.J. ; Ransohoff, R.M. ; Riquelme-Perez, M. ; Robel, S. ; Rose, C.R. ; Rothstein, J.D. ; Rouach, N. ; Rowitch, D.H. ; Semyanov, A. ; Sirko, S. ; Sontheimer, H. ; Swanson, R.A. ; Vitorica, J. ; Wanner, I.B. ; Wood, L.B. ; Wu, J. ; Zheng, B. ; Zimmer, E.R. ; Zorec, R. ; Sofroniew, M.V. ; Verkhratsky, A.

Reactive astrocyte nomenclature, definitions, and future directions.

2019 Scientific Article in EMBO Journal, The EMBO J. 38:e100481 (2019)

Lepko, T. ; Pusch, M. ; Müller, T. ; Schulte, D. ; Ehses, J. ; Kiebler, M. ; Hasler, J. ; Huttner, H.B. ; Vandenbroucke, R.E. ; Vandendriessche, C. ; Modic, M. ; Martin-Villalba, A. ; Zhao, S. ; LLorens-Bobadilla, E. ; Schneider, A. ; Fischer, A. ; Breunig, C. ; Stricker, S.H. ; Götz, M. ; Ninkovic, J.

Choroid plexus-derived miR-204 regulates the number of quiescent neural stem cells in the adult brain.

2019 Scientific Article in Nature Nature 567, 113-117 (2019)

Camargo Ortega, G. ; Falk, S. ; Johansson, P.A. ; Peyre, E. ; Broix, L. ; Sahu, S.K. ; Hirst, W. ; Schlichthaerle, T. ; de Juan Romero, C. ; Draganova, K. ; Vinopal, S. ; Chinnappa, K. ; Gavranovic, A. ; Karakaya, T. ; Steininger, T. ; Merl-Pham, J. ; Feederle, R. ; Shao, W. ; Shi, S.H. ; Hauck, S.M. ; Jungmann, R. ; Bradke, F. ; Borrell, V. ; Geerlof, A. ; Reber, S. ; Tiwari, V.K. ; Huttner, W.B. ; Wilsch-Bräuninger, M. ; Nguyen, L.A. ; Götz, M.

The centrosome protein AKNA regulates neurogenesis via microtubule organization.

2016 Scientific Article in Cell Cell 166, 867-880 (2016)

García-Cáceres, C. ; Quarta, C. ; Varela, L. ; Gao, Y. ; Gruber, T. ; Legutko, B. ; Jastroch, M. ; Johansson, P.A. ; Ninkovic, J. ; Yi, C.-X. ; Le Thuc, O. ; Szigeti-Buck, K. ; Cai, W. ; Meyer, C.W. ; Pfluger, P.T. ; Fernandez, A.M. ; Luquet, S. ; Woods, S.C. ; Torres-Alemán, I. ; Kahn, C.R. ; Götz, M. ; Horvath, T.L. ; Tschöp, M.H.

Astrocytic insulin signaling couples brain glucose uptake with nutrient availability.

2013 Scientific Article in Nature Genetics Nat. Genet. 45, 1300-1308 (2013)

Cappello, S. ; Gray, M.J. ; Badouel, C. ; Lange, S. ; Einsiedler, M. ; Srour, M. ; Chitayat, D. ; Hamdan, F.F. ; Jenkins, Z.A. ; Morgan, T. ; Preitner, N. ; Uster, T. ; Thomas, J. ; Shannon, P. ; Morrison, V. ; di Donato, N. ; van Maldergem, L. ; Neuhann, T. ; Newbury-Ecob, R. ; Swinkells, M. ; Terhal, P. ; Wilson, L.C. ; Zwijnenburg, P.J. ; Sutherland-Smith, A.J. ; Black, M.A. ; Markie, D. ; Michaud, J.L. ; Simpson, M.A. ; Mansour, S. ; McNeill, H. ; Götz, M. ; Robertson, S.P.

Mutations in genes encoding the cadherin receptor-ligand pair DCHS1 and FAT4 disrupt cerebral cortical development.

2013 Scientific Article in Cell Stem Cell Cell Stem Cell 13, 403-418 (2013)

Ninkovic, J. ; Steiner-Mezzadri, A. ; Jawerka, M. ; Akinci, U. ; Masserdotti, G. ; Petricca, S. ; Fischer, J. ; von Holst, A. ; Beckers, J. ; Lie, D.C. ; Petrik, D. ; Miller, E. ; Tang, J. ; Wu, J. ; Lefebvre, V. ; Demmers, J. ; Eisch, A. ; Metzger, D. ; Crabtree, G. ; Irmler, M. ; Poot, R. ; Götz, M.

The BAF complex interacts with Pax6 in adult neural progenitors to establish a neurogenic cross-regulatory transcriptional network.

2013 Scientific Article in Cell Stem Cell Cell Stem Cell 12, 426-439 (2013)

Sirko, S. ; Behrendt, G. ; Johansson, P.A. ; Tripathi, P. ; Costa, M.R. ; Bek, S. ; Heinrich, C. ; Tiedt, S. ; Colak, D. ; Dichgans, M. ; Fischer, I.R. ; Plesnila, N. ; Staufenbiel, M. ; Haass, C. ; Snapyan, M. ; Saghatelyan, A. ; Tsai, L.H. ; Fischer, A. ; Grobe, K. ; Dimou, L. ; Götz, M.

Reactive glia in the injured brain acquire stem cell properties in response to sonic hedgehog.