Vergleich lebenslanger neurogenetischer Prozesse in Asselspinnen und Krebsen - Indizien für ein ursprüngliches Adultneurogenese-System in der Arthropodenstammart?

• Antragsteller: Dr. Georg Brenneis
• Fachliche Zuordnung: Evolutionäre Zell- und Entwicklungsbiologie der Tiere ; Entwicklungsneurobiologie ; Evolution, Anthropologie ; Systematik und Morphologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 263737959

Adultneurogenese, d.h. die Neubildung und Integration von Neuronen im Adultnervensystem, ist bei allen großen Wirbeltiergruppen bekannt. Demgegenüber ist dieses Phänomen innerhalb der wirbellosen Tiere verhältnismäßig lückenhaft dokumentiert. Dies gilt auch für die artenreichste Tiergruppe überhaupt, die Gliederfüßer (Arthropoda). Detaillierte Daten sind hier nur für zehnfüßige Krebse (Decapoda) und in geringerem Maße auch für einige Insekten vorhanden.Im Rahmen des Projekts werden adultneurogenetische Prozesse in Asselspinnen (Pycnogonida) und Flusskrebsen als Vertreter der dekapoden Krebse auf zellgenealogischer Ebene untersucht. Hierzu werden sowohl in-vitro als auch in-vivo-Methoden im Zusammenspiel mit (time-lapse) confocal imaging und 3D Rekonstruktion angewandt.Ein Kernziel der Untersuchungen an Flusskrebsen ist die Klärung der Frage, ob die erste Generation von neuronalen Vorläuferzellen aus spezifischen Blutzellen hervorgeht, welche ein Teil des Immunsystems darstellen und von hämatopoietischen Stammzellen gebildet werden. Dies würde einen bemerkenswerten Transdifferenzierungsprozess von Zellen mesodermalen Ursprungs in neuronale Zelltypen darstellen, welche klassischerweise als Lehrbuchbeispiel für ein ektodermales Zellschicksal gelten.Demgegenüber dienen die Untersuchungen an Asselspinnen zunächst dem zweifelsfreien Nachweis, dass neurogenetische Prozesse in adulten Tieren weiterhin auftreten - was jüngste Befunde bereits äußerst wahrscheinlich machen. Hieran anschließende Untersuchungen haben zum Ziel, die neuronalen Vorläuferzellen, deren Zellteilungs- und Zellmigrationsdynamiken, sowie die letztlich gebildeten neuronalen Zelltypen in Asselspinnen genauer zu charakterisieren.Schließlich soll anhand potentieller Ähnlichkeiten zwischen den adultneurogenetischen Systemen beider Gruppen bewertet werden, ob die involvierten Strukturen und Prozesse als homolog angesehen werden können, d.h. ob sie auf einen gemeinsamen evolutiven Ursprung zurückgehen. Nicht zuletzt aufgrund des relativ frühen Abzweigens der Asselspinnenlinie während der Evolution der Arthropoda verspricht dies, wichtige Rückschlüsse auf ein ursprüngliches Adultneurogenese-System in der Arthropoden-Stammart zu ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeberin: Professorin Dr. Barbara S. Beltz, Ph.D.