"Insect Head Boundary" (IHB): Funktionelle Analyse eines Musterbildungs-Zentrums im Arthropodenkopf mittels RNAi, Mutanten und UAS/Gal4

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Die genetische Regulation der Kopfentwicklung von Insekten ist weitgehend unverstanden, weil sich Drosophila wegen der Einstülpung seines larvalen Kopfes zum Studium dieses Prozesses nicht eignet. Wir haben deshalb den Reismehlkäfer Tribolium castaneum als Modellsystem für die Kopfentwicklung etabliert und dabei ein vermutlich wichtiges Signalzentrum im anterioren Kopf identifiziert (Insect-Head-Boundary, IHB). Es ist sehr früh aktiv, exprimiert mehrere Morphogene und entspricht von der Lage her der Vertebraten Mid-Hindbrain-Boundary (MHB). In diesem Projekt wollen wir die IHB Morphogene (Tc-wg, Tc-Wnt5, Tc-hh) auf Autoregulation und gegenseitige Regulation sowie ihren Einfluss auf Zielgene untersuchen. Neben parentaler RNAi wollen wir das kürzlich von uns etablierte UAS/Gal4 System anwenden um die Signalwege räumlich und zeitlich begrenzt über transgene RNAi auszuschalten. Zudem sollen die Signalwege ektopisch aktiviert werden. Um neue Zielgene der IHB zu finden, wollen wir eine Auswahl von Mutanten mit Kopfdefekten funktionell untersuchen. Schließlich soll ein Gal4 basierter Screen Enhancertraps für Missexpression und in vivo imaging im Kopf und anderen Geweben identifizieren. Dieses Projekt wird erste Erkenntnisse zur Funktion eines wichtigen Signalzentrums im Insekten-Kopf erbringen, die dann stellvertretend für Insekten sowie Arthropoden und andere Protostomier stehen. Die Lage der IHB in einer in allen Tieren hochkonservierten Region lässt zudem Vergleiche mit Vertebraten zu. Mit dieser Arbeit führen wir das UAS/Gal4 System als neue Technik in Tribolium ein.