Development and evolution of neurogenic placodes in frogs

• Applicant: Privatdozent Dr. Gerhard Schlosser
• Subject Area: Evolutionary Cell and Developmental Biology (Zoology)
• Term: from 2000 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5249154

• Final Report Year: 2007

Final Report Abstract

Aus neurogenen Plakoden entwickeln sich viele spezialisierte Strukturen des Wirbeltierkopfes wie etwa sensorische Neuronen der Hirnnerven, das Seitenliniensystem und das Ohr; über ihre Entwicklung ist aber wenig bekannt. Ziel des Forschungsprojektes war es, Einblicke in die Mechanismen der frühembryonalen Plakodenentwicklung beim KisAlenfroschXenopus laevis zu gewinnen. Eine zentrale Rolle bei der Plakodenentwicklung scheinen die Gene Eyal und Sixl zu spielen, die für direkt miteinander interagierende Proteine kodieren. Beide Gene sind in der gemeinsamen Vorläuferregion aller Plakoden und später in diesen selbst exprimiert. In Mutanten von Eyal und Sixl beim Menschen, der Maus oder beim Zebrafisch wurde bereits von anderen Arbeitsgruppen eine Vielzahl plakodaler Defekte beschrieben, die beispielsweise zu angeborenen Hörschäden fuhren. Wir konnten nun zeigen, wie es zur Induktion von Sixl in der plakodalen Vorläuferregion kommt, und aufweiche Weise Eyal und Sixl die Entwicklung von Neuronen aus Plakoden steuern. Bei der Induktion von Sixl in der plakodalen Vorläuferregion wirken mehrere Signalmoleküle (insbesondere Fibroblastenwachstumsfaktoren und Inhibitoren sogenannter Bone Morphogenetic Proteins) zusammen, die von angrenzenden Geweben (der vorderen Neuralplatte sowie des Endomesoderms) ausgehen. Zusammen mit Eyal scheint Sixl dann dafür zu sorgen, dass die Zellen der plakodalen Vorläuferregion zunächst teilungsaktiv bleiben, sich aber nach Abschwächung der Expression von Eyal und Sixl zu Neuronen differenzieren.

Publications

• Ahrens, K. und G. Schlosser (2004): FGF8 is essential for the induction of placodal Sixl expression m Xenopus laevis. 10th International Xenopus Conference, Woods Hole, 14.- 18.9.2004
  
  
• Ahrens, K. und G. Schlosser (2005): FGF8 from the anterior neural plate synergises with BMP inhibitors to induce placodal Six! expression in Xenopus. 15th International Society of Developmental Biologists Congress, Sydney, 3.-7.9.2005. Mech. Dev. 122, S174.
  
  
• Ahrens, K. und G. Schlosser (2005): Generic placode induction in Xenopus by FGF8 and BMP inhibitors. 16. Wissenschaftliche Tagung der Gesellschaft fiir Entwicklungsbiologie, Münster, 6.-9-4.2005.
  
  
• Ahrens, K. und G. Schlosser (2005): Tissues and signals involved in the induction of placodal Sixl expression in Xenopus laevis. Dev. Biol. 288: 40-59.
  
  
• Ahrens, K., D. Völker, A. Stammler., G. Schlosser (2007): The making of senses: Induction and development of cranial placodes in amphibians. Ann. Anat. 189,112.
  
  
• Baker, C.V.H. und G. Schlosser (2005): Editorial: The evolutionary origin of neural crest and placodes. J. Exp. Zool. Part B Mol. Dev. EvoL 304: 269-273.
  
  
• Schlosser, G. (2004): Development and evolution of placodes from a common precursor? J. Morphol. 260, 326. (7th International Congress of Vertebrate Morphology, Boca Raton, 27.7.-1.8.2004).
  
  
• Schlosser, G. (2005): Evolutionary origins of vertebrate placodes: Insights from developmental studies and from comparisons with other deuterostomes. J. Exp. Zool. Part B Mol. Dev. Evol. 304: 347-399.
  
  
• Schlosser, G. (2006): Induction and specification of cranial placodes. Dev. Biol. 294: 303- 351.
  
  
• Schlosser, G. (2007): How old genes make a new head: Redeployment of Six and Eya genes during the evolution of vertebrate cranial placodes. Integr. Comp. Biol. 47, 343-359.
  
  
• Schlosser, G. und K. Ahrens (2004): Molecular anatomy of placode development mXenopus laevis. Dev. Biol. 271: 439-466.
  
  
• Schlosser, G. und K. Ahrens (2004): Tissues and signals involved m Xenopus placode induction. 10th International Xenopus Conference, Woods Hole, 14.-18.9.2004
  
  
• Stammler, A., D. Völker, G. Schlosser (2005): The role ofEyal in placodal neurogenesis in Xenopus laevis. 16. Wissenschaftliche Tagung der Gesellschaft für Entwicklungsbiologie, Münster, 6.-9-4.2005.
  
  
• Zhang, C., T. Grammer, E.D. Jensen, G. Schlosser, R.M. Harland und M.W. Klymkowsky (2004): B l-type SOXs and the patterning of the neural plate, crest and placodes. 10th International Xenopus Conference, Woods Hole, 14.-18.9.2004