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A25: Die Rolle von morphologischen und evolutionären Aspekten von basal teilenden Vorlaeuferzellen in der Zebrafisch Retina

Projektleiterin: Dr. C. Norden

Als Teil des Zentralen Nervensystems ist die Retina ein beliebtes Modellgewebe um generelle Aspekte der Gehirnentwicklung zu erforschen. Einer ihrer Vorteile ist z.B., dass trotz ihrer begrenzten Gewebegröße fünf verschiedene Neuronen- und ein Gliatyp zu finden sind, die ein komplexes neuronales Netzwerk bilden. Außerdem ist das Auge, und somit die Retina, anders als andere Hirnbereiche nicht im Körperinneren lokalisiert was die Durchführung mikroskopischer Studien stark vereinfacht. Häufig können zudem entwicklungsbiologische Prozesse, die in der Retina eine Rolle spielen, auch auf andere, schlechter zu erreichende Gehirnregionen übertragen werden. Ein solcher Prozess ist  z.B. die Teilung von Vorläuferzellen in basalen Regionen neuronaler Gewebe. Sich basal oder nicht-apikal teilende Vorläuferzellen sind ein Phänomen das zuerst während der Entwicklung des Neocortex in höheren Säugern, wie z.B. der Maus oder dem Menschen, beobachtet wurde. Man geht davon aus, dass diese Art der Zellteilung maßgeblich zur Vergrößerung des Gehirns im Laufe der Evolution beigetragen hat. Interessanterweise wurde jedoch vor einigen Jahren gezeigt, dass sich-nicht-apikal teilende Vorläuferzellen auch in der Zebrafischretina zu finden sind. Entgegen der gängigen Meinung dass alle Zellen der Retina apikal geboren werden, konnten Godinho et al zeigen, dass sich die terminale Teilung von Horizontalzellvorlaeufern zwischen innerer Körnerzellschicht und äußerer plexiformer Schicht ereignet. Auf diesen Erkenntnissen aufbauend zeigen wir nun dass sich auch Vorläuferzellen anderer Zelltypen basal teilen können und dass basale Teilungen im Allgemeinen einen substanziellen Anteil an allen neuronalen Teilungen in der Retina haben. Unsere Studie wirft zudem ein neues Licht auf die generelle Geburtsabfolge retinaler Neuronen.

Im Rahmen dieses Antrags möchten wir nun weitere Charakteristika basaler Vorläuferzellteilungen aufklären und uns u.a. auf folgende Fragen konzentrieren: Welchen Einfluss haben Gewebs- und zelluläre Restriktionen auf die Emergenz nicht-apikaler Vorläuferzellen. Wie sieht der Zellzyklus einer solchen Zelle aus und inwiefern unterscheidet sich dieser vom Zellzyklus eines apikalen Vorläufers. Zudem möchten wir untersuchen, welche Rolle diese Art der Zellteilung während regenerativer Prozesse im adulten Zebrafisch spielt und ob basale Vorläuferzellteilungen in der Retina ein Zebrafisch-spezifisches Phänomen sind oder auch in höheren Vertebraten zu finden sind.

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