Evolution von Körperachsenverlängerung und Gewebeausbreitung im Fliegenembryo

• Antragsteller: Professor Dr. Steffen Lemke
• Fachliche Zuordnung: Evolutionäre Zell- und Entwicklungsbiologie der Tiere
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 437994272

Die Frage, wie sich Körperbaupläne bei Tieren im Laufe der Evolution verändern, gehört zu den grundlegenden Problemen der Biologie. Während die Rolle von genregulatorischen Netzwerken (GRNs) in der Steuerung morphogenetischer Prozesse bereits gut untersucht ist, deuten neue Erkenntnisse darauf hin, dass auch physikalische Faktoren – wie etwa Gewebemechanik, Geometrie und räumliche Einschränkungen – eine aktive Rolle in der Entwicklung spielen. Dieses Projekt untersucht, ob solche mechanischen Wechselwirkungen auch die evolutionäre Entwicklung morphogenetischer Systeme beeinflussen können. Am Beispiel der Gastrulation bei Fliegen analysieren wir, wie in frühen Entwicklungsstadien die Koordination zwischen Kopf- und Rumpfgewebe durch Gewebemechanik geprägt wird und ob daraus neuartige morphogenetische Strategien entstanden sind. Mithilfe eines vergleichenden Ansatzes von Drosophila melanogaster und Chironomus riparius untersuchen wir mögliche Interaktion zwischen Gewebearchitektur, Zellteilung und Gastrulationsbewegungen. Unser Ziel ist es, herauszufinden, ob morphogenetische Konflikte – also mechanische Wechselwirkungen zwischen sich entwickelnden Geweben – als interne Selektionsdrücke wirken können, um die evolutionäre Entwicklung zu beeinflussen. Diese Arbeit soll neue Einblicke in das Zusammenspiel genetischer und physikalischer Faktoren bei der Entstehung komplexer Körperformen liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen