Analyse des Apoptosemusters und seiner Kontrolle während der embryonalen Entwicklung des Zentralen Nervensystems von Drosophila melanogaster
Final Report Abstract
Die Klärung von Mechanismen der Entstehung von Zelldiversität und der Musterbildung im Zentralen Nervensystem (ZNS) ist ein zentrales Anliegen der Neuro-Entwicklungsbiologie. Neben Proliferation und Differenzierung ist der programmierte Zelltod (Apoptose) ein essentieller Bestandteil vonMusterbildungsprozessen im ZNS. Diese Prozesse sind Grundlage der strukturellen Diversifizierung segmentaler Einheiten (Neuromere) in Anpassung an ihre regional unterschiedlichen funktionellen Erfordernisse. Im Rahmen des Projektes wurde das räumliche und zeitliche Apoptose-Muster während der embryonalen Entwicklung des Bauchmarks der Fruchtfliege Drosophilavollständig erfasst, individuelle apoptotische Zellen identifiziert und spezifischen Zellstammbäumen zugeordnet. Aufbauend auf diesen Daten wurdedie Rolle von Hox-Genen bei der Spezifizierung neuraler Stammzellen (Neuroblasten)und der segment-spezifischen Gestaltung ihrer Zellstammbäume untersucht. Die Entdeckung eines nicht-zellautonomen Einflusses von Hox-Genen bei der Spezifizierung von Neuroblasten wirft ein neues Licht auf die Rolle dieser evolutionär hoch konservierten Gene während der segmentalen Musterbildung im ZNS.Ferner belegen die Untersuchungen erstmals eine (von der frühen Funktion bei der Regulation von Segment-Identitäten unabhängige) späte Funktion von Hox-Genen bei der Kontrolle des Überlebens bereits differenzierter Neurone und bei der segment-spezifischen Regulation des neuromuskulären Netzwerkes. Hierbei spielt auch die Modulation der Hox-RNA Prozessierung eine wichtige Rolle. Hox-Gene kontrollieren somit zu verschiedenen Zeitpunkten der Entwicklung und auf vielfältige Weise die segmentale Musterbildung im ZNS. Sie beeinflussen die Zahl, Identität und Zusammensetzung der Zellstammbäume auf verschiedenen Ebenen: der Ebene des Neuroektoderms, der Neuroblasten, der postmitotischen Tochterzellen und ihrer axonalen Projektionsmuster. Das Projekt hat profitiert von mehreren Kooperationen.
Publications
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