Universität zu Köln

Untersuchungen zu Spindelorientierung und Zellpolarität während der Neurogenese des Zebrafischs Danio rerio

Geldmacher-Voß, Benedikt (2004) Untersuchungen zu Spindelorientierung und Zellpolarität während der Neurogenese des Zebrafischs Danio rerio. PhD thesis, Universität zu Köln.

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    Abstract

    In der Neuralplatte und im Neuralrohr des Zebrafischembryos sind sich teilende Zellen parallel zur Oberfläche des Neuroepithels ausgerichtet. Im Neuralkiel- / Stab Stadium dagegen teilen sie sich senkrecht zur Ebene des Neuroepithels. Diese Änderung der Teilungsorientierung ist durch eine Rotation der mitotischen Spindel um 90° bedingt. Da sich die beiden Hälften des neuralen Primordiums im Neuralkiel- / Stab in engem Kontakt gegenüberliegen, führt die senkrechte Orientierung der Mitosen dieses Stadiums zur einer Verteilung von Tochterzellen auf beide Seiten des Neuralrohrs. Um die Rolle der Zellkontakte bei der Kontrolle der Teilungsorientierung zu studieren, untersuchten wir Expression und Lokalisation von Komponenten der Adherens und Tight Junctions in neuroepithelialen Zellen. Die Experimente zeigten, dass die untersuchten Proteine in der Neuralplatte diffus verteilt sind und eine apikale Polarisierung in den Zellmembranen erst im Neuralstab erfahren. In einem zweiten Schritt wurde die Entwicklung der neuroepithelialen Zellkontakte auf der Ebene der Ultrastruktur untersucht. Es zeigte sich, dass reife Tight Junctions erst nach 3 Tagen nach der Befruchtung sichtbar sind. Durch Funktionsverlust der Zellkontaktkomponenten aPKC oder ASIP wird die Spindelorientierung nur leicht gestört. Gleichzeitig hat die Inaktivierung der Kinasedomäne von aPKC in der Zebrafischmutante heart and soul einen eindeutigen Effekt auf die Entwicklung von Tight Junctions aus einem gemeinsamen apikalen Zellkontaktkomplex. Daraus lässt sich schließen, dass die Orientierung der mitotischen Spindel nur in Teilen von der Integrität der Zellkontakte und der Polarität des Neuroepithels als Ganzem abhängt. In heart and soul mutanten Embryonen ist die Morphologie der Adherens Junctions gestört, reife Tight Junctions konnten nicht beobachtet werden. Die Rotation der mitotischen Spindel um 90° im Neuralkiel- / Stab Stadium setzt also keine vollkommen polarisierten Zellen voraus, da die Spindelorientierung in heart and soul Mutanten und nach ASIP Morpholino Injektion nur leicht gestört wird.

    Item Type: Thesis (PhD thesis)
    Translated abstract:
    AbstractLanguage
    In the neural plate and neural tube of the developing zebrafish embryo, dividing cells are oriented parallel to the plane of the neuroepithelium, while in neural keel/rod, cells divide perpendicular to it. This change in the orientation of mitosis is brought about by a 90° rotation of the mitotic spindle. As the two halves of the neural primordium in keel/rod stage are in apposition, the perpendicular orientation of mitoses in this stage determines that daughter cells become allocated to both sides of the neural tube. To assess the role played by cell junctions in controlling the orientation of dividing cells, we studied the expression of components of adherens and tight junctions in the neuroepithelial cells. We find that these proteins are distributed irregularly at the neural plate stage and become polarised apically in the cell membrane only during the rod stage. In a second step we studied the development of adherens an tight junctions on the ultrastructural level. We find that mature tight junctions are not visible until 3 days of development. The stereotypic orientation of mitoses is perturbed only weakly upon loss of function of the cell junction components ASIP and aPKC, suggesting that mitotic orientation depends in part on the integrity of cell junctions and the polarity of the epithelium as a whole. A mutation affecting the function of the kinase domane of aPKC, called heart and soul, has a clear effect on the maturation of the cellular junctions out of a common apical junctional complex. In heart and soul mutant embryos the morphology of adherens junctions is altered, tight junctions are not visible at all. However, the 90° rotation of the spindle does not require perfectly polarised cell junctions between the neuroepithelial cells, as spindle orientation is perturbed only eakly in heart and soul mutants or after injection of ASIP morpholinos.English
    Creators:
    CreatorsEmail
    Geldmacher-Voß, Benediktb.geldmacher-voss@uni-koeln.de
    URN: urn:nbn:de:hbz:38-13374
    Subjects: Life sciences
    Uncontrolled Keywords:
    KeywordsLanguage
    Neurogenese , Spindelorientierung , Zellpolarität , Zellkontakte , ZebrafischGerman
    Faculty: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
    Divisions: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät > Institut für Entwicklungsbiologie
    Language: German
    Date: 2004
    Date Type: Completion
    Date of oral exam: 07 December 2004
    Full Text Status: Public
    Date Deposited: 25 Jan 2005 09:28:56
    Referee
    NameAcademic Title
    Roth, SiegfriedProf. Dr.
    URI: http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/1337

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