Planar cell movements and axial patterning preceding mammalian gastrulation
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Zu Beginn des Projektes konnten beim Kaninchen, einem für die Gastrulation der meisten Säuger typischen Modellorganimus, erstmals gerichtete Zellbewegungen unmittelbar vor der longitudinalen Achsenbildung, die im Primitivstreifen sichtbar wird, aufgezeichnet werden. Überraschend war dabei eine in anderen Vertebraten bisher nicht beschriebene weitreichende planare Zellbewegung ("processional cell movement") und eine ungewöhnlich schnelle Rotation der Metaphaseplatte unmittelbar vor der Diakinese. Raster- und Transmissionselektronenmikroskopische bestätigte das Vorkommen von sog. Beaded-threads, die als "postmitotischen Zellbrücken" in vergleichbaren Stadien bisher nur beim Huhn beschrieben wurden, beim Kaninchen jedoch eine tendenzielle Ausrichtung im rechten Winkel zur AP-Achse haben. Überraschend war ferner eine der Gastrulation unmittelbar vorangehende rechts-links asymmetrische Variabilität der Expressionsdomänen bei den Signalmolekülen "Dkk1" und "Cerl1" im Hypoblast, die bisher lediglich in einer anterior-posterioren Verteilung im Primitivstreifen und im sog. Vorderen Randbogen bekannt waren. Ob diese Asymmetrien auf eine oszillierende Genexpression zurückzuführen ist, musste vorläufig offen bleiben. Ebenso ungeklärt blieb die Bedeutung eines verblüffenden Mosaik-artigen Verteilungsmusters der Hyaluronsäure im Epiblast ebenfalls vor der Gastrulation, die mithilfe eines Fusionsproteins erkannt wurde, das von Dr. Joachim Kappler von der Universität Bonn zur Verfügung gestellt worden war. Außergewöhnliche Bedeutung hatte schließlich die spezifische Inhibition der Rho-Kinase im PCP-Signalweg an in vitro-Kulturen ganzer Blastozysten vom Kaninchen, die zu einer Dosis-abhängigen Weitung des Primitivstreifens führte und anhand derer phylogenetische Parallelen bei engmaschig kontrollierten Zellbewegungen und divergierenden Gastrulationsformen zwischen Säugern, Amphibien und Reptilien aufgedeckt werden konnten.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2008) Blastocyst elongation, trophoblastic differentiation, and embryonic pattern formation. Reproduction. 2008 Feb;135(2):181-95
Blomberg L, Hashizume K, and Viebahn C
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(2008) Variabilität molekularer axialer Differenzierung am Beginn der Gastrulation beim Kaninchen. Dissertation, math.-nat. Fakultät, Univ Göttingen
Plitzner J
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(2009) Sox17 expression patterns during gastrulation and early neurulation in the rabbit suggest two sources of endoderm formation. Cells Tissues Organs. 2010;191(2):68-83. Epub 2009 Sep 3
Hassoun R, Püschel B, and Viebahn C
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(2009) Tracing and ablation of single cells in the mammalian blastocyst using fluorescent DNA staining and multiphoton laser microscopy. Histochem Cell Biol 131: 521-530
Reupke T, Püschel B, and Viebahn C
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(2011) Planar cell movements and oriented cell division during early primitive streak formation in the mammalian embryo. Dev Dyn 240: 1905-1916
Halacheva V, Fuchs M, Dönitz J, Reupke T, Püschel B, and Viebahn C
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(2012) Rabbit as a reproductive model for human health. Reproduction 144: 1-10
Fischer B, Chavatte-Palmer P, Viebahn C, Navarrete Santos A, and Duranthon V
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(2015). Rho kinase activity controls directional cell movements during primitive streak formation in the rabbit embryo. evelopment, Vol. 142. 2015, pp. 92-98.
Stankova, V., N. Tsikolia and C. Viebahn
