Eine quantitative Analyse der Kräfte und der Mechanik verantwortlich für - Interkinetic Nuclear Migration - im sich entwickelnden Zebrafisch Embryo.

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Stephan Wolfgang Grill; Dr. Caren Norden
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie ; Biophysik ; Entwicklungsbiologie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 245415555

Der Begriff Interkinetic Nuclear Migration (IKNM) beschreibt die Bewegung von Zellkernen in pseudostratifizierten Epithelien. Pseudostratifizierte Epithelien kommen in der Entwicklung verschiedenster Organismen von der Seeanemone Nematostella bis zum Neocortex von Säugetieren vor. Kernbewegungen während IKNM erfolgen in Korrelation mit den Phasen des Zellzyklus, wobei Mitose und Zellteilung immer apikal stattfindet. Obwohl schon seit langen vermutet wird, dass IKNM eine zentrale Rolle für die erfolgreiche Profilation und die darauf folgender Differenzierung von Epithelien spielt, sind nur wenige Einzelheiten über die genauen Beziehungen zwischen IKNM und Organentwicklung bekannt. Der Einfluss verschiedener Zytoskelettkomponenten und deren Motoren auf Zellkernbewegungen ist ein wichtiges Element zum holistischen Verständnis von IKNM. Des weiteren ist noch nicht im Detail verstanden in wie weit IKNM den Aufbau und die Aufrechterhaltung des gesamten Epithels beeinflusst. Um dies zu verstehen müssen alle Zellkerne und subzelluläre Komponenten innerhalb des Epithels berücksichtigt werden, nicht nur auf Einzelzellebene wie in früheren Studien. Dies ist ein zentrales Ziel dieses Antrags: Wir beabsichtigen die Bewegungen aller Kerne innerhalb des retinalen Neuroepithels des Zebrafisches zu verfolgen und zu analysieren. Um dies zu erreichen werden wir in Kollaboration neue bildinformatischer Algorithmen entwickeln. Die Verfolgung aller Zellkerne über längere Zeiträume ist wichtig um zu ermitteln, inwiefern und über welche Distanz sich Kernbewegungen gegenseitig beeinflussen. Des weiteren wird der resultierende Datensatz Aufschluss darüber geben, in welcher Hinsicht Kernbewegungen Gewebestrukturen beeinflussen und ob IKNM der Grund für oder eine Konsequenz von der dichten Zellkernpackung in pseudostratifizierten Neuroepithelien ist. Ein zusätzlicher Schwerpunkt unserer Arbeit wird sein zu untersuchen wie das Wechselspiel der Zytoskelettkomponenten Actomyosin und Mikrotubuli organisierte Zellkernbewegungen erzeugt. Die Ergebnisse unserer experimentellen Vorhaben bilden die Grundlage für eine theoretische Beschreibung von IKNM, die wiederum Ansatzpunkt für weiterführende Experimente ist. Im Endeffekt wird diese Studie helfen ein grundsätzliches Verständnis dieses zentralen entwicklungsbiologischen Phänomens zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen