Dies Academicus 2011 - Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Inhalt der Dissertation
Das Zentrale Nervensystem (ZNS), das sich aus dem Gehirn und dem ventralen Nervensystem
(VNS) zusammensetzt, geht sowohl in Wirbeltieren als auch in den wesentlich
einfacher gebauten Insekten aus einem einschichtigen Epithel, dem sogenannten Neuroektoderm
(NE), hervor. Während der frühen Entwicklung des ZNS ist die Unterteilung
des Neuroektoderms in diskrete Genexpressions-Domänen entscheidend für die
korrekte Spezifizierung neuraler Stammzellen. In Drosophila werden diese Stammzellen
als Neuroblasten (NB) bezeichnet und die NB-Identität durch positionelle Informationen
festgelegt, die von den Produkten früher Musterbildungsgene bereitgestellt werden.
Die Expression dieser Gene unterteilt das Neuroektoderm entlang der anteroposterioren
(AP) und dorsoventralen (DV) Achse. Die der DV-Regionalisierung zugrunde liegenden
molekulargenetischen Mechanismen wurden ausführlich im embryonalen VNS untersucht,
sind für das Gehirn jedoch weitestgehend unverstanden.
Seibert gewann neue Erkenntnisse über genetische Mechanismen, welche die frühembryonale
Anlage des Gehirns in Drosophila entlang der DV-Achse unterteilen. „Zusammengefasst
zeigen diese Ergebnisse, dass AP-Musterbildungsfaktoren in umfangreichem
Maß die Expression der DV-Gene im Gehirn (und VNS) kontrollieren“, erklärt Seibert.
„Es stellte sich heraus, dass die Interaktionen zwischen AP- und DV-Genen sowie zwischen
den DV-Genen untereinander zu einem großen Teil auf gegenseitiger Repression
beruhen.“ Ferner deuteten diese Daten darauf hin, dass sich das „Konzept der ventralen
Dominanz“, das für die DV-Musterbildung im VNS postuliert wurde, nicht auf das
genregulatorische Netzwerk im Gehirn übertragen lässt, da Interaktionen zwischen den
beteiligten Faktoren hauptsächlich auf wechselseitiger (und nicht einseitiger) Repression
basieren.
„Interessanterweise ist gegenseitige Repression von Homöodomänen-Proteinen im sich
entwickelnden Neuralrohr von Wirbeltieren weit verbreitet und darüber hinaus essenziell
für den Aufbau diskreter DV-Vorläuferdomänen“, sagt Seibert. „Insofern weist sie eine
große Ähnlichkeit zu den in dieser Arbeit beschriebenen DV-Musterbildungsvorgängen
im frühembryonalen Fliegengehirn auf.“
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