Entwicklungs- und Genexpressionsmuster innerhalb der Neurogenese basal abzweigender Annelida

• Antragsteller: Dr. Conrad Helm
• Fachliche Zuordnung: Evolutionäre Zell- und Entwicklungsbiologie der Tiere ; Systematik und Morphologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 264906995

Die Anneliden werden durch zahlreiche Taxa repräsentiert, welche eine große Variabilität hinsichtlich ihrer ökologischen und morphologischen Merkmale aufweisen. Trotz dieser großen Formenvielfalt sind zahlreiche Arten durch das Vorhandensein einer echten Segmentierung gekennzeichnet, die sich durch ein serielles Wiederholungsmuster verschiedener Organsysteme und der ganzen Körperorganisation widerspiegelt. Interessanterweise waren bisherige Diskussionen bezüglich der Merkmalsausprägungen eines potentiellen letzten gemeinsamen Vorfahren der Anneliden recht schwierig, da eine gut unterstütze Annelidenphylogenie fehlte. Kürzlich veröffentlichte Transkriptomdaten und die Gruppierung einzelner Familien an eine basale Position innerhalb der Annelidenradiation liefern nun eine lang benötigte Grundlage für weiterführende Analysen zur Evolution verschiedener Organsysteme und Entwicklungsmuster innerhalb der Ringelwürmer.Aus diesem Grund ist das Ziel des beantragten Projektes, die Larvalentwicklung des basal abzweigenden Anneliden Magelona johnstoni (Magelonidae) und dessen generelle Entwicklungsmuster näher zu beleuchten. Bemerkenswerterweise deuten bisherige Untersuchungen darauf hin, dass sich sowohl larvale als auch adulte Nervensystemmerkmale der Magelonidae stark von denen anderer Anneliden, z.B. Platynereis oder Capitella, unterscheiden. Adulte Magelonidae weisen demnach ein unsegmentiertes, intraepidermales Nervensystem auf, wohingegen andere Vertreter der Ringelwürmer ein Strickleiternervensystem mit subepidermaler Lage besitzen.Mit Schwerpunkt auf der Entwicklung des Nervensystems von Magelona johnstoni, sollen im Rahmen des beantragten Projektes immuncytochemische Analysen und Genexpressionsstudien (in situ - Hybridisierung) an diesen basal abzweigenden Anneliden durchgeführt werden. In Hinblick auf die Larvalentwicklung von M. johnstoni und die Genexpressionsmuster der Neurogenese-Gene Pax6, Pax3/7, msx, nk2.1, nk6, engrailed, sowie der neuroektodermalen Gene synaptotagmin und elav, in Verbindung mit immuncytochemischen Methoden, soll das angestrebte Projekt vergleichbare Entwicklungsdaten liefern, welche generelle Entwicklungsmuster in den bisher schlecht untersuchten basalen Anneliden beleuchten. Die Untersuchungen werden außerdem wichtige Daten liefern, die Rückschlüsse zur Evolution des Annelidennervensystems und des Ringelwurmbauplans zulassen. Vergleiche der generierten Entwicklungsdaten von Magelona johnstoni mit denen sogenannter entwicklungsbiologischer Modellsysteme (z.B. Platynereis oder Capitella), werden weiterhin grundlegende Einblicke in die Evolution von Organsystemen innerhalb der Anneliden liefern. Nicht zuletzt werden die entwicklungsbiologischen Untersuchungen des basal abzweigenden Anneliden Magelona johnstoni wichtige und vergleichende Aussagen zur Nervensystemevolution innerhalb der Lophotrochozoa und zur Evolution neuronaler Muster innerhalb der Metazoa zulassen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Norwegen
• Gastgeber: Dr. Harald Hausen