Musterbildung in der Wachstumszone des Kurzkeim-Embryos von Tribolium: "segmentation clock" oder Gapgen-Mechanismus?

• Applicant: Professor Dr. Martin Klingler
• Subject Area: Evolutionary Cell and Developmental Biology (Zoology)
• Term: from 2008 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 88716554

Im Gegensatz zum Langkeiminsekt Drosophila entstehen bei Kurzkeimern die hinteren Körpersegmente durch einen Wachstumsprozess. In basalen Arthropoden wird die Segmentbildung offenbar durch einen zeitlich periodischen Mechanismus gesteuert - ähnlich wie bei der Somitogenese der Vertebraten - der sich grundsätzlich von dem Gradientenmechanismus im Drosophila- Blastoderm unterscheidet. Der Mehlkäfer Tribolium ist ein Kurzkeiminsekt, dessen Entwicklung in vieler Hinsicht der basaler Arthropoden entspricht, das aber viele Möglichkeiten der funktionellen Analyse bietet und sich daher für einen evolutionären Vergleich mit Drosophila anbietet. Trotz intensiver RNAi-Analyse der Tribolium-Segmentierungsgene ist der Mechanismus der Musterbildung in der Wachstumszone noch nicht verstanden. Dies liegt vor allem daran, dass die Inaktivierung der Segmentierungsgene bei Kurzkeimembryonen zu massiven Wachstumsstörungen führt, was die Untersuchung regulatorischer Interaktionen während der eigentlichen Wachstumsphase erschwert. Im hier vorgeschlagenen Projekt-teil (A) soll dieses Problem durch einen transgenen Ansatz umgangen werden, bei dem Gapgen- und Paarregelgen-Produkte zeitlich und räumlich gesteuert überexprimiert bzw. inaktiviert werden. In einem weiteren Ansatz (B) soll die Funktion des neuartigen Segmentierungsgens mille-pattes analysiert werden. Mittels dieser beiden Ansätze soll geklärt werden, ob Paarregel-Streifen in Tribolium individu-ell durch Gapgene oder aber durch eine "segmentation clock" generiert werden, und welche Rolle dabei ungewöhnlichen Peptid-Regulatoren wie mille-pattes zukommt.

• DFG Programme: Research Grants