Evolution und Entwicklung von Gliazellen in Platynereis dumerilii (Annelida)

• Antragsteller: Dr. Conrad Helm
• Fachliche Zuordnung: Systematik und Morphologie der Tiere
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 456050929

Der evolutionäre Ursprung des Nervensystems ist ein hochgradig relevantes und weiterhin intensiv diskutiertes Thema. Besonders die Frage, inwieweit Zentralnervensysteme lediglich einmal oder mehrfach unabhängig voneinander innerhalb der Bilateria evolvierten, ist immer noch ungeklärt. Interessanterweise beziehen sich die meisten der bisher veröffentlichten Studien nur auf Untersuchungen der neuronalen Zellen des Nervensystems. Andere, ebenfalls sehr wichtige Zellen des Nervensystems, bleiben in derartigen Studien bisher leider oft unbeachtet – die Gliazellen.Neuere Studien haben gezeigt, dass die Gliazellen in Bezug auf die Funktion und Entwicklung des Nervensystems mindestens genauso wichtig sind wie die Nervenzellen selbst. Nichtsdestotrotz bleiben die meisten Fragen zum Ursprung der Gliazellen immer noch unbeantwortet. So ist weiterhin offen, inwieweit Gliazellen in Proto- und Deuterostomiern – den beiden Hauptgruppen innerhalb der Nephrozoa – einen gemeinsamen evolutiven Ursprung teilen oder konvergent evolviert sind. Außerdem fehlt es an einer konsistenten Nomenklatur der verschiedenen Gliazelltypen auf Grund der unzureichenden Datenlage und fehlender Homologie-Kriterien. Durch einen Fokus der meisten bisherigen Untersuchungen auf Drosophila (Ecdysozoa) und verschiedene Säugetiere (Deuterostomia), existieren Daten zur Funktion und Genexpression von Gliazellen auch lediglich für zwei der drei Hauptgruppen innerhalb der Nephrozoa. Vergleichende Daten für die Lophotrochozoa – die dritte große Hauptgruppe innerhalb der Nephrozoa – fehlen fast vollständig.Für ein grundlegendes Verständnis der Evolution von Gliazellen innerhalb der Bilateria sind aber gerade diese Daten von großer Bedeutung. Um Einblicke in die Diversität der Gliazellen innerhalb der Lophotrochozoa zu erhalten, möchte ich in diesem Projekt daher die Entwicklung und Zusammensetzung des Gliazellsystems bei Platynereis dumerilii untersuchen. Zu diesem Zweck möchte ich ein umfangreiches Methodenspektrum inklusive in situ Hybridisierungsmethoden und immmunohistochemischen Färbungen mit selbst erstellten glia-spezifischen als auch herkömmlichen Antikörpern anwenden. Weiterhin sollen ImmunoGold Färbungen, Transmission-Elektronen-Mikroskopie (TEM) und anschließende 3D-Analyse der Daten anwenden finden und die Diversität und Entwicklung von Gliazellen in verschiedenen Stadien des Modellsystems Platynereis beleuchten. Unsere Studien werden demnach wichtige Grundlagen für weitere Untersuchungen legen, in dem sie dringend benötigte Daten inklusive einer Glia-spezifischen Liste relevanter Gene (für Lophotrochozoa) und neue spezifische Antikörper zur Verfügung stellen. Unser vergleichender Ansatz wird außerdem erstmalig erlauben, die Homologie von Gliazellen in verschiedenen Taxa innerhalb der Bilateria grundlegend zu diskutieren und zu beleuchten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen