Identifizierung und Charakterisierung von neuen Genen für die ...

Sonic hedgehog (shh)
wird im medial-ventralen
Bereich des Telencephalons
exprimiert
und gilt als sekretiertes
Signalmolekül zur medial-ventralenMusterbildung
im Telencephalon.
Ein Verlust von shh
bei Mäusen führt zu
Holoprosencephalie
(Chiang, Litingtung et
al. 1996), eine Missbildung
des Gehirns, die
durch eine fehlende
Aufspaltung des Telencephalons
in der Mitte
in zwei Hemisphären
gekennzeichnet ist.
- 16 -
Abbildung 9: Übersicht der wichtigsten bisher bekannten Signalzentren und
Signalwege für die Cortex-Regionalisierung (Walsh 2001) wie sie im Text besprochen
werden.
Die unterschiedlichen Morphogenkonzentrationen bewirken
regionale Expression von Transkriptionsfaktoren und
deren "downstream“-Genen, wodurch die lokale regionenspezifische
Differenzierung der Gewebe umgesetzt wird.
Der Homeobox-Transkriptionsfaktor Emx2 (Ortholog des
Drosophilagens "empty spiracles") und der Paired-
Homeobox Transkriptionsfaktor Pax6 wirken in gegenläufigen
Gradienten entlang der anterior-posterioren-Achse
des Cortex. Emx2 kommt in der corticalen Ventrikulärzone
in einem caudomedialen nach rostrolateralen Gradienten
vor (Mallamaci, Iannone et al. 1998), wogegen der
Gradient von Pax6 entgegengesetzt verläuft (Stoykova and
Gruss 1994). Verlust von Pax6 führt zu einer Verschiebung
corticaler Areale nach rostral, während Emx2-Defizienz
einen gegensätzlichen Effekt zeigt (Bishop, Rubenstein et
al. 2002). Beide Gene spielen eine entscheidende Rolle für
die Regionalisierung des Cortex entlang der anteriorposterioren
Achse.
Die Gradienten von Pax6 und Emx2 scheinen zum einen
auf Signalmoleküle aus den Signalzentren zurückzuführen
zu sein, wechselwirken allerdings auch selber auf die
Ausbildung von Signalzentren zurück. So konnte gezeigt
werden, dass einerseits Fgf8 die Expression von Emx2
Abbildung 10: Graduelle Expression von
entwicklungsbiologischen Schlüsselgenen des
Cortex. Wegfall der Genexpression führt zu
Verschiebungen der Expressionen nachgeschalteter
Gene und schließlich zu verschobenen
Positionen und Ausdehnungen der funktionellen
corticalen Regionen (Bishop, Rubenstein et al.
2002).
herunterreguliert, was den Abfall des Gradienten zum anterioren Pol in Richtung des ANR-
Signalzentrums erklärt, andererseits aber Emx2 die Fgf8-Quelle selber auf den anterioren Pol der
Hirnanlage beschränkt. Von beiden Interaktionen wird die letztere als primär angesehen, d. h. Emx2