Analyse der Expression und Funktion von Cadherinen während der Entwicklung des ZNS
Final Report Abstract
Unsere deskriptiven Arbeiten, die wir in dem Projekt über neun Jahre publiziert haben, zeigten, dass Cadherine einen adhäsiven Code für die Entwicklung und funktionelle Differenzierung von Strukturen des Vertebratenhirns darstellen. Frühembryonal ist die Expression von Cadherinen auf bestimmte histogenetische Felder des ZNS beschränkt. Später in der Entwicklung markiert jedes Cadherin spezielle funktionelle Schaltkreise des reifenden Gehirns. Dabei weist jedes Cadherin ein charakteristisches Expressionsmuster auf, das sich von dem Muster anderer Cadherine unterscheidet. Diese grundlegenden Ergebnisse ermöglichen es, eine Brücke zwischen der molekularen Embryologie und der funktionellen Anatomie des Nervensystems zu schlagen. Das Studium der Cadherin-Expression wurde zu einem oft genutzten molekular-anatomischen Instrument bei der Untersuchung der Entwicklung, der Evolution und der Funktion des Nervensystems. Viele der Hypothesen, die wir aufgrund unserer deskriptiven Studien aufstellten, wurden inzwischen experimentell bestätigt, einige auch von uns selbst. In der vergangenen Förderperiode (2003-2007) erreichten wir insbesondere folgende Ziele und gewannen folgende weiterführende Erkenntnisse: • Eine neue Unterfamilie von Protocadherinen, die Ö-Protocadherine, wurde identifiziert und wir konnten zeigen, dass diese Protocadherine - ähnlich wie die klassischen Cadherine-Marker für die funktionelle Differenzierung des Gehirns und die Herausbildung von neuronalen Schaltkreisen sind. • Wir zeigten, dass die Regulation der Expression eines klassischen Cadherins (Cadherin-7) in bekannte Musterbildungsprozesse im Rückenmark des Huhnembryos eingebunden ist. • Mit axonalem Tracing konnten wir direkt experimentell nachweisen, dass die Expression von Cadherinen die funktionelle Organisation eines komplexen Projektionssystems, den cortico-nucleären Verbindungen des Cerebellums, widerspiegelt. • Anhand der Expression von drei Cadherinen zeigten wir im Cerebellum von Maus und Frettchen, dass die Unterschiede in der embryonalen Musterbildung zwischen diesen beiden Spezies nur gering sind und Edingers These zum Wachstum des "Neocerebellums" parallel zur Evolution des Cortex cerebri nicht zutrifft. Ferner legten wir durch paralleles Klonieren von über einem Dutzend Cadherinen in Huhn, Maus und Frettchen die Grundlage dafür, in Vögeln und Säugetieren die Evolution von ausgewählten Regionen des Endhirns zu untersuchen.
Publications
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