Zellsegregation in Gastrulation: Rolle der Zellschicksal-Spezifizierung

In diesem interdisziplinären Forschungsantrag werden wir die Beziehung zwischen der Spezifizierung des Zellschicksals von Vorläuferzellen der reversible Prozess durch den Blastodermzellen in die Lage versetzt werden in Ektoderm, Mesoderm oder Endoderm zu differenzieren und in der Bildung von Vorläufer-Zell-Zell-Kontakten in der Bildung der Keimblätter während der Gastrulation im Zebrafisch untersuchen. Wir werden bestimmen wie sich die Spezifizierung des Zellschicksals von Vorläuferzellen und die Bildung von Vorläufer-Zell-Zell-Kontakten während der Gastrulation gegenseitig beeinflussen, und wie ihre Interaktion die Vorläuferzellsegregation und Gewebebildung beeinflusst. Dabei werden wir uns mit folgenden Fragen befassen: i)Wie korrelieren die Bildung von Zell-Zell-Kontakten, die Spezifizierung des Zellschicksals und die Zellsegregation von Vorläuferzellen in Raum und Zeit? ii) Wie beeinflussen sich die Zell-Zell-Kontaktbildung, die Spezifizierung des Zellschicksals und die Zellsegregation von Vorläuferzellen gegenseitig? iii)Welche molekularen und zellulären Mechanismen kontrollieren das Zusammenspiel zwischen der Zell-Zell-Kontaktbildung, der Spezifizierung des Zellschicksal und der Zellsegregation von Vorläuferzellen? Wir erwarten, dass die Bearbeitung dieser fundamentalen Fragen neue Einblicke gewähren in das Zusammenspiel zwischen Zell-Zell-Kontakten, der Spezifizierung des Zellschicksals und der Zellsegregation von Vorläuferzellen, und die Rolle, die dieses Zusammenspiel hat in der Kontrolle der Zellsegregation während der Gastrulation.

Die Bildung von Zellkontakten stellt einen der ersten Schritte in der Entstehung der Vielzelligkeit in der Evolution dar, die wiederum die Differenzierung von spezialisierten Zelltypen erlaubt. In der Entwicklung von vielzelligen Tieren wird angenommen, dass die Bildung von Zellkontakten die Zellspezifizierung beeinflusst, und die Zellspezifizierung sich wiederum auf die Ausbildung von Zellkontakten auswirkt. In diesem Projekt haben wir einen positiven Rückkopplungsmechanismus zwischen der Dauer von Zellkontakten, der Signalwirkung von Morphogenen, und der Spezifizierung von mesodermalen und endodermalen Zellschicksalen während der Gastrulation des Zebrafisch identifiziert. Wir konnten zeigen, dass langlebigen Zellkontakte die Kompetenz von prächordalen Vorläuferzellen auf Nodal Morphogen Signale zu antworten erhöht, die wiederum für die Spezifizierung der prächordalen Vorläuferzellen wichtig sind. Des Weiteren konnten wir zeigen, dass NodalSignaledie DauervonZellkontakten erhöht, waszueinempositiven Rückkopplungsmechanismus zwischen der Dauer von Zellkontakten und der Spezifizierung von prächordalen Vorläuferzellen führt. Unsere Resultate decken auf wie die gen- regulatorischen Netzwerke, die das Zellschicksal bestimmen, von der Interaktion zwischen Zell-Zell-Kontakten und Signalen kontrolliert wird.