Zytoplasmatische Reorganisation in Oozyten des Zebrafisch

Das Ziel dieses Projekts ist es die molekularen, zellulären and biophysikalischen Mechanismen zu identifizieren, die der Umorganisation des Zytoplasma einer Zellen unterliegen. Dafür werden Zebrafisch Eier (Oozyten) untersucht, da diese für experimentelle Studien bestens geeignet sind. Wohingegen die verschiedenen Komponenten des Zytoplasma einer Zelle, wie der Zellkern, die Organellen und das Zytoskelett, bereits sehr gut charakterisiert wurden, ist bisher vergleichsweise wenig bekannt, wie diese Komponenten ihre Position relativ zueinander über die Zeit hinweg ändern. Solch dynamische Reorganisation des Zytoplasma spielt eine wichtige Rolle in zentralen zellbiologischen Prozessen, wie der Zellwanderung, Zellteilung and Zellpolarisierung. In dem vorliegenden Projekt wird untersucht, wie die Auflösung des germinalen Vesikel der Zellkern einer unreifen Oozyte das Aktin and Mikrotubuli Zytoskelett einer Zebrafisch Oozyte im Stadium IV ihrer Reifung beeinflusst, und wie diese Effekte dazu führen, dass (1) sich das Ooplasma von den Dotterkörnchen entlang der animalen-vegetalen Achse der Oozyte trennt, and (2) sich die kortikalen Körnchen zur Oberfläche der Oozyte verlagern. Dies sind zwei zentrale Prozesse in der Reifung der Oozyte, die für die Befruchtung der Oozyte und der darauffolgenden embryonalen Entwicklung von entscheidender Bedeutung sind. Unsere vorläufigen Daten deuten darauf hin, dass die Bildung von Mikrotubuli Aster und die Fusionierung von Dotterkörnchen die Verlagerung der kortikalen Körnchen veranlasst, wohingegen die Kontraktion und der Fluss des Aktin Netzwerk die Trennung des Ooplasma von den Dotterkörnchen entlang der animalen-vegetalen Achse der Oozyte bewirkt. Um diese Fragestellung zu beantworten, werden wir eine Kombination von biophysikalischen und bildgebenden Techniken mit theoretischen Modellierungen verwenden, um ein mechanistisches and quantitatives Verständnis der wesentlichen Prozesse, die der Umorganisation der Zytoplasma unterliegen, zu erreichen. Wir erwarten, dass die Ergebnisse dieser Studie mechanistische Einblicke in die Prozesse geben, die die Reifung der Oozyte im Zebrafisch steuern, und die generell die Umorganisation der Zytoplasma einer Zelle bewirken. 1