Von der Blastozyste zum Eizylinderstadium: Analyse der frühen Implantationsphase der Embryonalentwicklung

• Antragsteller: Dr. Ivan Bedzhov
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsbiologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 278835329

Viereinhalb Tage nach der Befruchtung kommt der Mausembryo zum ersten Mal in direkten Kontakt mit mütterlichem Gewebe und initiiert die Einnistung. Das mütterliche Gewebe wiederum beginnt zu proliferieren und den Embryo einzuschließen, sodass er für direkte Beobachtungen und experimentelle Manipulationen relativ unerreichbar ist. Daher ist die Phase kurz vor und nach der Einnistung noch weitestgehend unerforscht und stellt vermutlich den rätselhaftesten Abschnitt der Mausembryonalentwicklung dar. In gerade einmal 24 Stunden durchläuft die eingenistete Blastozyste einen dramatischen Gestaltwandel und bildet das gestreckte Eizylinderstadium. Zum gleichen Zeitpunkt wird der pluripotente Epiblast von einem einfachen Zellhaufen zu einem tassenartigen polarisierten Epithelium, das einen zentralen proamniotischen Hohlraum umschließt, umgebildet. Dieser Umbau der embryonalen Strukturen ermöglicht die darauf folgende Entstehung der Keimblätter für die Entwicklung des eigentlichen Embryos. Bisher ging man davon aus, dass Apoptose die treibende Kraft ist, die diese Umgestaltungsvorgänge im Epiblasten während der Einnistungsphase vorantreibt. Im Gegensatz zu dieser Auffassung haben wir einen bisher unentdeckten morphogenetischen Prozess entdeckt, der unabhängig von Apoptose den Epiblasten in eine rosettenförmige, radial polarisierte Struktur umgestaltet. Diese liefert die Basis für die korrekte Bildung des Eizylinders. Unter Verwendung neu entwickelter Methoden der Kultivierung von Embryonen und embryonalen Stammzellen, wollen wir den Vorgang der Zellpolarisierung des Epiblasten und Höhlenbildung auf zellulärer und molekularer Ebene untersuchen. Um die entwicklungsgesteuerten Regulationsmechanismen, die bei der Epiblastenmorphogenese wirken, aufzuklären, sollen spezifische Signaltransduktionsprozesse untersucht werden. Dabei sind jene von besonderem Interesse, die bei Differenzierungsvorgängen des pluripotenten Zustands und Aneignen von epithelialer Zellpolarität beteiligt sind.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen