Detailseite
Projekt
Wechselspiel zwischen mechanischer Spannung und cytoskeletaler Organisation bei der Zellseparation entlang von Kompartimentsgrenzen in Drosophila
Antragsteller
Professor Dr. Christian Dahmann
Fachliche Zuordnung
Entwicklungsbiologie
Zellbiologie
Zellbiologie
Förderung
Förderung von 2015 bis 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 273663197
Die Ausbildung gerader Kompartimentsgrenzen zwischen Zellen mit unterschiedlichem Schicksal oder Funktion ist wichtig für die Musterbildung von Geweben. Die Geradheit dieser Grenzen in proliferierenden und morphogenetisch aktiven Geweben wird durch Zellinterkalationen, die zur Zellmischung führen, beeinträchtigt. Zellverbindungen entlang von Kompartimentsgrenzen zeichnen sich durch eine lokal erhöhte mechanische Spannung verglichen mit anderen Zellverbindungen aus. Computersimulationen legen nahe, dass diese erhöhte Spannung zu einer präferentiellen Ausrichtung der Umlagerung von Zellverbindungen während Zellinterkalationen führt. Dies wiederum führt dazu, dass Zellverbindungen entlang von Kompartimentsgrenzen gerade zueinander ausgerichtet sind. Wie die mechanische Spannung erhöht wird, und ob eine erhöhte Spannung für die präferentielle Ausrichtung der Umlagerung von Zellverbindungen tatsächlich gebraucht wird, ist nicht bekannt.Die Kompartimentsgrenze, welche die anterioren und posterioren Zellen in der pupalen abdominalen Epidermis von Drosophila separieren, ist ein nützliches System, um die Mechanismen der Kompartimentalisierung zu studieren. Zellen in diesem epithelialen Gewebe können in Echtzeit untersucht und genetisch manipuliert werden; außerdem können mechanische Kräfte gemessen werden. In der laufenden Förderperiode des SPP1782 haben wir gezeigt, dass die Erhöhung der mechanischen Spannung an dieser Kompartimentsgrenze in eine Initiationsphase und eine Erhaltungsphase unterteilt werden kann. Die Initiationsphase, zu der die ersten Zellverbindungen zwischen anterioren und posterioren Zellen ausgebildet werden, korreliert mit erhöhten F-actin und Myosin Mengen und ist unabhängig von transkriptioneller Regulation. Während der Erhaltungsphase ist Myosin nicht mehr erhöht, aber die erhöhte mechanische Spannung hängt von Transkription ab.Dieses Vorhaben hat zwei Ziele. Erstens, die Mechanismen zu analysieren, die zu erhöhter mechanischer Spannung während der Initiationsphase führen. Hierzu werden wir den Transport und die Rekrutierung von Myosin Motorproteinen mittels einer Kombination aus Genetik und Echtzeitbildgebung analysieren. Zweitens, die Notwendigkeit einer erhöhten mechanischen Spannung für die präferentielle Ausrichtung der Umlagerung von Zellverbindungen während Zellinterkalationen zu testen. Hierzu werden wir eine optogenetische Methode nutzen, um lokal mechanische Spannung an Zellverbindungen entlang von Kompartimentsgrenze zu reduzieren. Wir erwarten, dass unsere Resultate neue Erkenntnisse liefern bezüglich der Mechanismen, durch die mechanische Spannung an Zellverbindungen reguliert wird. Darüber hinaus erwarten wir Erkenntnisse in Hinblick auf wie diese Regulation das Zellverhalten während der Entwicklung von Geweben beeinflusst.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
