Spezies-spezifische zeitliche Koordination der Neurogenese

• Antragsteller: Professor Lazaro Centanin, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsbiologie ; Entwicklungsneurobiologie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 543848291

Der Weg von einer befruchteten Eizelle zu einem vollständigen Tierembryo beinhaltet die koordinierte Bildung von Zelltypen, Geweben und Organen. Die verschiedenen Fischarten weisen eine bemerkenswerte Spanne in ihrer gesamten embryonalen Entwicklungszeit auf - sie reicht von wenigen Tagen bis zu mehreren Monaten - und in der Entwicklung spezifischer Organe wie der Retina. Zwei der am häufigsten verwendeten Laborfischmodelle, der Zebrafisch (Danio rerio) und der Medaka (Oryzias latipes), weisen eine embryonale Entwicklungszeit von 3 bzw. 9 Tagen auf, wobei die Neurogenese der Retina beim Zebrafisch einen Tag früher beginnt als beim Medaka. Um zu untersuchen, ob die Organogenese und der Beginn der Neurogenese autonom bestimmt werden (genetisches Timing) oder alternativ auf der Ebene des Organismus koordiniert werden (ontogenetisches Timing), haben wir einen Test entwickelt, um eine Zebrafisch-Retina in Medaka und eine Medaka-Retina in Zebrafischen zu entwickeln. Der Ansatz beruht auf der Transplantation von Blastomeren, so dass die gesamte Entwicklung zu einem neuralen Schicksal unter dem physiologischen Einfluss der fremden Spezies stattfindet, wobei sich sowohl die Spender- als auch die Wirtsnetzhaut parallel entwickeln. Mit Hilfe von artübergreifenden Transplantationen haben wir Daten gesammelt, die darauf hindeuten, dass die Entwicklungszeit der Neurogenese in der Retina einem genetischen Programm folgt: eine ektopische Zebrafisch-Retina in Medaka entwickelt retinale Ganglienzellen (RGCs) mit Zebrafisch-Dynamik, und eine ektopische Medaka-Retina in Zebrafisch erzeugt RGCs mit Medaka-Entwicklungszeit. Im vorliegenden Antrag wollen wir diesen Versuchsaufbau nutzen, um genetisch und epigenetisch zu charakterisieren, wie die Neurogenese zeitlich gesteuert wird. Wir werden Bulk- und scRNA-seq sowie Bisulfit-Sequenzierung einsetzen, um zellautonome molekulare Akteure aufzudecken, und dies mit experimentellen embryologischen Ansätzen kombinieren, um nicht-autonome Beiträge zu einem neuronalen Zellschicksal aufzudecken.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen