Identifizierung und Charakterisierung glialer Entwicklungsgene in Drosophila melanogaster
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im embryonalen Bauchmark von Drosophila melanogaster werden pro spiegelbildlicher Hälfte eines Neuromers (Ganglions) etwa 35 Gliazellen gebildet, welche am Ende der Embryonalentwicklung an stereotypen Positionen zu finden sind. Mit Hilfe einer ausgedehnten Markeranalyse und einer großen Zahl spezifisch in Gliazellen exprimierter Gene konnten wir zeigen, dass sich alle Gliazellen des zentralen und peripheren Nervensystems voneinander unterscheiden. Dabei überlappen die Expressionen der Markergene in Übereinstimmung mit einer bereits aufgrund morphologischer und positioneller Kriterien eingeführten Klassifizierung der Gliazellen. Die Identität der einzelnen Gliazellen bzw. der jeweiligen Subpopulationen steht in direktem Zusammenhang mit ihrem Verhalten, welches sich unter anderem in einer äußerst stereotyp verlaufenden Wanderung der Zellen widerspiegelt. Diese Wanderung, welche wir mit Hilfe einer in unserem Labor entwickelten Technik der konfokalen 4D-Mikroskopie an lebenden Embryonen studiert haben, wird von unterschiedlichen Faktoren gesteuert. Signaltransduktion über den Rezeptor Notch, welcher negativ über das Protein Numb in peripheren Gliazellen reguliert wird, ist für ein korrektes Timing der Migration notwendig. Als richtungsgebende Faktoren konnten wir die Netrine (NetA und NetB) identifizieren, welche über ihre Rezeptoren Frazzled und Uncoordinated-5 in unterschiedlichen Population von Gliazellen zu verschiedenen Zeiten der Neurogenese benötigt werden. Eine Reihe von EMS-induzierten Mutanten mit glia-spezifischen Phänotypen steht zur molekularen Charakterisierung noch aus. Ebenso werden einige glia-spezifisch exprimierte Gene gegenwärtig funktionell charakterisiert. Das Wissen um die Identität und Zugehörigkeit der einzelnen Gliazellen zu den beschriebenen Klassen, die spezifisch exprimierten Markergene und den stereotypen Verlauf der Wanderung und der daraus resultierenden invarianten Position der Zellen am Ende der Embryogenese sind unentbehrliche Voraussetzungen für eine erfolgreiche Analyse der molekularen Mechanismen von Spezifizierung und Wanderung von Gliazellen am Modell Drosophila melanogaster.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2006). "A new strategy for efficient in vivo screening of mutagenized Drosophila embryos". Dev Genes Evol 216(2): 105‐108
Vef, O., Cleppien, D., Loffler, T., Altenhein, B., Technau, G. M.
- (2007). "Notch and Numb are required for normal migration of peripheral glia in Drosophila". Dev Biol 301(1): 27‐37
Edenfeld, G., Altenhein, B., Zierau, A., Cleppien, D., Krukkert, K., Technau, G., Klämbt, C.
- (2008). "Identity, origin, and migration of peripheral glial cells in the Drosophila embryo". Mech Dev 125(3-4): 337‐352
von Hilchen, C. M., Beckervordersandforth, R. M., Rickert, C., Technau, G. M., Altenhein, B.
- (2008). "Subtypes of glial cells in the Drosophila embryonic ventral nerve cord as related to lineage and gene expression". Mech Dev 125(5‐6): 542‐557
Beckervordersandforth, R. M., Rickert, C., Altenhein, B., Technau, G. M.
- (2010). "Netrins guide migration of distinct glial cells in the Drosophila embryo". Development 137(8): 1251-1262
von Hilchen, C. M., Hein, I., Technau, G. M., Altenhein, B.
