Universität zu Köln

Künzel, Timo (2019). Axiales Patterning und seine Steuerung in der Embryogenese eines basalen Metazoen, Hydractinia echinata. PhD thesis, Universität zu Köln.

Preview	PDF Kuenzel A.pdf Download (2MB) | Preview
Preview	PDF Kuenzel B.pdf Download (1MB) | Preview

Abstract

In dieser Arbeit konnten erstmals Transgene von Hydractinia echinata unter der Kontrolle der nativen regulatorischen Regionen von unterschiedlichen Genen erzeugt und Expressions-studien mithilfe des Reportergen eGFP durchgeführt werden. Es wurden zwei Arten von Konstrukten erzeugt: a) solche unter möglichst ubiquitär aktiven Promotoren und b) solche, die den Promotor eines funktionell zu untersuchenden Gens erhielten. Im Genom von Hydractinia existieren multiple Gene für Aktin, die trotz der Identität der Proteinstruktur (> 99%) unterschiedliche 5`- und 3`regulatorische Regionen aufweisen. Die Aktivität der regulatorischen Regionen der drei zytoplasmatischen Beta-Aktingene HeActI, HeActII und HeActIII konnten durch erfolgreiche Expression von eGFP gezeigt werden. Die Expressionsmuster belegen, dass diese drei ß-Aktine unterschiedlich in Hydractinia exprimiert werden. Ausschließlich HeActII zeigte eine ubiquitäre Expression. Als ein weiteres ubiquitär exprimiertes Gen wurde HeEF1alpha verwendet. Die vorliegende Studie hat gezeigt, dass in Hydractinia Kontrollgene konserviert sind, die in den Hauptsignalwegen der höheren Metazoen Entwicklung kontrollieren. Deren mögliche Funktion in diesem basalen Metazoen wurde mithilfe von Funktionsanalysen durch den Einsatz transgener Techniken nachgegangen. Damit gelang im Rahmen dieser Arbeit ein Einstieg in die Funktionsanalyse von Proteinen in Hydractinia. Dafür wurden die regulatorischen Regionen des ubiquitär exprimierten Gens HeActII zur Entwicklung eines Expressionskonstruktes ausgewählt, um die mögliche Funktion eines Proteins durch ektopische Expression in transgenen Hydractinia zu untersuchen. Manche der standardmäßig im Labor eingesetzten transgenen Techniken zur Funktionsanalsye konnten in Hydractinia nicht verwendet werden. Zwei experimentelle Ansätze mittels Überexpression der analysierten Gene Heß-Cat bzw. HeGsc führten zu Gestaltbildungseffekten während der larvalen Entwicklung und in post-metamorphen Stadien von Hydractinia. Mithilfe transgener Technik gelang es erstmals, das Nervensystem von Hydractinia echinata in vivo darzustellen. Es wurden unterschiedliche Nervenzelltypen durch eGFP-Markierung detektierbar. Ein Teil dieser Zellen war bereits aus ICC-Studien bekannt. Hinzu kamen Nervenzellen, die zuvor noch nie beobachtet wurden. Darunter befanden sich sog. giant bipolar neurons mit einer Länge von mindestens 250μm, die im Stolon und auch in der Planulalarve nachgewiesen wurden. Die Ergebnisse weisen auf eine weit grössere Komplexität des Nervensystems dieses einfach gebauten Metazoen hin, als bisher bekannt. Des Weiteren zeigte sich, dass das Nervensystem nicht nur longitudinal, sondern auch transversal zur anterior-posterioren Körperachse der Larve vernetzt ist. Diese neuen Einblicke in das Nervensystem wurden durch Expressionsstudien unter der Kontrolle der genregulatorischen Regionen der beiden ubiquitär exprimierten housekeeping genes HeActII und HeEF1α, sowie durch die des neuralspezifischen Gens HeELAV möglich. Die Expressionsstudien zeigten, dass sich HeELAV ein hochgeeignetes neuralspezifischers Markergen ist, um in vivo die Entwicklung des Nervensystems von Hydractinia zu untersuchen.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Künzel, Timo Timokuenzel@web.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-116409
Date:	2019
Language:	German
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences > Department of Biology > Zoologisches Institut
Subjects:	Life sciences
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Inaugural-Dissertation German
Date of oral exam:	25 October 2019
Referee:	Name Academic Title Plickert, Günter Prof. Dr. Roth, Siegfried Prof. Dr. Kroiher, Michael PD Dr.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/11640