A20: Erzeugung von Maus-Linien für die induzierbare Expansion neuronaler Stammzellen
Gruppenleiter: Dr. F. Calegari
Im Wesentlichen werden alle Neuronen, Astrozyten und Oligodentrozyten des Säugetiergehirns während der embryonalen und frühen postnatalen Entwicklung durch Teilungen von neuronalen Stamm- und Vorläuferzellen gebildet (Götz und Huttner, 2005).
Im Rahmen des Zellzyklus-Verlaufs neuronaler Stammzellen wurde beobachtet, dass deren G1 Phase beim Übergang von Proliferation zu Neurogenese zunimmt(Calegari und Huttner, 2005) und dass eine künstliche Verlängerung von G1 allein ausreicht, um eine verfrühte Neurogenese zu induzieren (Calegari und Huttner, 2005).
Umgekehrt haben wir vor kurzem herausgefunden, dass eine Verkürzung von G1 neuronaler Vorläufer des sich entwickelnden Mäusegehirns ausreichend ist, um Neurogenese zu inhibieren und die Expansion neuronaler Vorläufer zu erhöhen, welche letztendlich zu einer 3fach breiteren kortikalen Oberfläche des postnatalen Gehirns beitragen (Lange et al., im Druck).
Demzufolge ist eine Verlängerung von G1 sowohl notwendig als auch ausreichend, um den Übergang neuronaler Stammzellen von Proliferation zu Neurogenese zu induzieren. Eine Manipulation von G1 kann dazu genutzt werden, neuronale Stammzellen zu expandieren und somit eventuell die Größe des Gehirns zu erhöhen.
Derzeit planen wir, diese Beobachtungen zur Entwicklung von Systemen auszunutzen, welche uns die Erforschung des Beitrags neuronaler Stammzellen zur Gewebebildung während der Entwicklung des Gehirns ermöglichen.
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Götz M, and Huttner WB (2005). The cell biology of neurogenesis. Nat Rev Mol Cell Biol 6:777-88.
Calegari F, Haubensak W, Haffner C and Huttner WB (2005) Selective lengthening of the cell cycle in the neurogenic subpopulation of neural progenitor cells during mouse brain development. J Neurosci 25:6533-8.
Calegari F and Huttner WB (2003) An inhibition of cyclin-dependent kinases that lengthens, but does not arrest, neuroepithelial cell cycle induces premature neurogenesis. J Cell Sci 116:4947-55.
Lange C Huttner WB and Calegari F. Cdk4/cyclinD1 overexpression in mouse neural progenitors shortens G1, delays neurogenesis and promotes the expansion of basal (intermediate) progenitors. Cell Stem Cell, in press.
