Evolution neurogenetischer Muster der Euarthropoda: Gibt es bei Crustacea eine dem Drosophila-melanogaster-Neuroblasten 7-3 ähnliche Stammzelle?

• Applicant: Professor Dr. Steffen Harzsch
• Subject Area: Evolution, Anthropology
• Term: from 2003 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5403997

Der Neuroblast 7 - 3 ist eine der am besten untersuchten neuronalen Stammzellen in den Bauchmarksganglien der Fruchtfliege Drosophila melanogaster. Die Genealogie der von 7 - 3 generierten Zelllinie ist bekannt, sie umfasst nur insgesamt vier Neurone. Drei davon sind Interneurone die den Neurotransmitter Serotonin bzw. das Neuropeptid Corazonin synthetisieren, die vierte Zelle ist ein Motoneuron. Die Frage, ob es zwischen Vertretern der Hexapoda und der Crustacea homologe neuronale Stammzellen mit übereinstimmenden Linien von Abkömmlingnen gibt, ist seit langen umstritten. Jüngste Hinweise deuten tatsächlich darauf hin, dass es zu den genannten serotonergen Interneuronen der Hexapoda homologe Zellen gibt, und zwar sowohl bei Vertretern der Malacostraca als auch der Entomostraca. Gegenstand des beantragten Projektes ist nun die Suche nach einem Gegenstück zum Neuroblasten 7 - 3 in den Bauchmarksganglien von 2 Vertretern der Malacostraca und 2 Vertretern der Entomostraca. Dabei soll mittels Immunhistochemie gegen Serotonin, Corazonin und Engrailed zunächst nach Neuronen gesucht werden, die Übereinstimmungen mit der von 7 - 3 generierten Zelllinie aufweisen. Der Neuroblast 7 - 3 selbst exprimiert eine charakteristische Kombination von Genen, von denen insbesondere Engrailed, Eyeless, Hunchback und Buckebein für das vorliegende Projekt als Marker interessant sind. Es soll versucht werden, über die Untersuchungen zu den Tochterzellen hinaus aus den vier Vertretern der Crustacea Orthologe von Eyeless, Hunchback und Buckebein zu identifizieren (Polymerase-Kettenreaktion) und deren Expression im embryonalen Bauchmark mittels in situ-Hybridisierung zu analysieren, Engrailed soll immunhistochemisch untersucht werden. Mit diesem kombinierten Ansatz soll versucht werden, Unterschiede und Gemeinsamkeiten der Stammzellen und ihrer Abkömmlinge zwischen den vier Vertretern der Crustacea sowie zwischen diesen und den Hexapoda herauszufiltern. Diese Befunde sollen den Grundstein legen für ähnliche Studien an anderen Euarthropoda, um letztendlich Aussagen zur Stammesgeschichte dieser Gruppe beitragen zu können.

• DFG Programme: Research Grants