Verständnis der Plastizität von spezifischen Zelltypen und ihren Nachkommen in der Entwicklung und Evolution des Schädelknorpels von Wirbeltieren

• Antragstellerin: Professorin Dr. Lauren Saunders
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsbiologie ; Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 534669451

Wie sich mehrzellige Organismen reproduzierbar aus einer einzelnen Zelle entwickeln, ist eine grundlegende Frage der Biologie. Neue Technologien der Einzelzellgenomik ermöglichen heute eine hochauflösende Untersuchung, wie sich Zellen vermehren, differenzieren und schließlich einen ganzen Organismus bilden. Dennoch ist die Messung der zellulären Embryonalgeschichte, oder "Abstammung", mit den bestehenden Methoden sehr schwierig. Bei Wirbeltieren gibt es zahlreiche Fälle, in denen zwei Zelllinien unterschiedlichen embryonalen Ursprungs zum gleichen Zelltyp oder Gewebe beitragen. Es ist zwar klar, dass der embryonale Ursprung einer Zelle Unterschiede mit sich bringt, aber wir verstehen immer noch nicht, inwieweit diese die Möglichkeiten der Zellen während der normalen Entwicklung oder angesichts verschiedener Störungen einschränken. Mein Forschungsprogramm baut auf meiner früheren Arbeit auf, bei der ich ein experimentelles System während der Entwicklung des Zebrafisch-Schädelknorpels entwickelt habe, bei dem Zellen desselben Gewebes je nach ihrer mesodermalen oder neuralen Abstammung sehr unterschiedliche Genexpressionsprofile aufweisen. Wir werden dieses System mit Hilfe skalierbarer Hochdurchsatz-Einzelzellgenomik, Lineage-Tracing und hochauflösender Bildgebung nutzen, um die der Schädelentwicklung zugrunde liegenden zellulären und molekularen Mechanismen aus dieser neuen Perspektive zu verstehen. Letztlich ist die Fähigkeit von Zellen, neue Schicksale anzunehmen, mit der morphologischen Anpassung im Laufe der Evolution verbunden. Darüber hinaus werden wir die morphologischen Unterschiede während der Schädelentwicklung bei mehreren Stämmen von Medaka, einem Cousin des Zebrafisches, untersuchen. Durch vergleichende Analysen der Entwicklung bei verschiedenen Stämmen und Arten unter Verwendung quantitativer Ansätze in der Genomik und Bildgebung wollen wir spezifische Mechanismen identifizieren, die adaptiven Veränderungen im Laufe der Evolution zugrunde liegen.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen
• Großgeräte: Liquid Handling Device
• Gerätegruppe: 1060 Dilutoren, Pipettiergeräte, Probennehmer