Unraveling the gene regulatory network specifying urbilaterian photoreceptors - a comparative study between Branchiostoma (Chordata) and Platynereis (Annelida)
Final Report Abstract
In einem Kooperationsprojekt zwischen den Laboren von Zbynek Kozmik am Institut für Molekulare Genetik in Prag und Detlev Arendt am Europäischen Molekularbiologielabor in Heidelberg wurde die Entwicklung und zelluläre Komposition der Augen im Lanzettfischchen und im Seeringelwurm vergleichend untersucht. Ziel der durchgeführten Arbeit ist es gewesen, (1) einen ersten Einblick in die genregulatorischen Netzwerke zu erlangen, welche die Augenentwicklung steuern. Dafür wurde die Chromatinimmunopräzipitierung für den Seeringelwurm erfolgreich etabliert; eine erste vollständige Studie steht kurz vor dem Abschluss. (2) Außerdem wurde die regulatorische Funktion ausgewählter Transkriptionsfaktoren (rx, pax6) mit Hilfe gezielter Mutageneseexperimente untersucht. Dafür wurde die Zinkfinger-Nukleasetechnik etabliert und verwendet. Wie wir gezeigt haben, erzeugt die im Projekt verwendete Zinkfinger-Nuklease vornehmlich Rx-Proteinvarianten ohne Repressorfunktion. Weiterführende Untersuchungen sind noch nicht abgeschlossen. (3) haben wir Zelltypen im Seeringelwurmgehirn und im Lanzettfischchen molekular charakterisiert. Dies geschah mit Hilfe der Expressionsanalyse durch Bildabgleich (Profiling by Image Registration, PrImR) im Seeringelwurm und durch Ganzkörper-In situ-Hybridisierungen im Ringelwurm. Dieser Teil der Arbeit förderte wesentliche neue Erkenntnisse über die nicht-visuelle Lichtwahrnehmung im Seeringelwurmgehirn zu Tage, die über Synthese und Abgabe von Melatonin das larvale Schwimmverhalten steuert, und trug zur Charakterisierung der Sehzellen im Gehirnbläschen im Lanzettfischchen bei, die Gemeinsamkeiten mit den Stäbchen und Zäpfchen der Wirbeltierretina aufweisen.
Publications
- (2012) Molecular analysis of the amphioxus frontal eye unravels the evolutionary origin of the retina and pigment cells of the vertebrate eye. Proc Natl Acad Sci USA 109(38):15383-8
Vopalensky, P., Pergner, J., Liegertova, M., Benito-Gutierrez, E., Arendt, D., Kozmik, Z.
(See online at https://doi.org/10.1073/pnas.1207580109) - (2014) Melatonin signaling controls circadian swimming behavior in marine zooplankton Cell 159(1):46-57
Tosches, M. A., Bucher, D., Vopalensky, P., Arendt, D.
(See online at https://doi.org/10.1016/j.cell.2014.07.042)
