Developmental Pathways in early metazoans

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Für das Verständnis der Evolution vielzelliger Tiere ist es wichtig, entwicklungsgeschichtlich sehr frühe Organismen zu untersuchen. Dazu gehören die Porifera und die Cnidaria. Prominente Signalsysteme, die die Musterbildung und die zelluläre Homeostase der Bilateria kontrollieren, sind auch im Cnidarier Hydra vorhanden. Ein Beispiel dafür ist der Notch-Pathway. Wir haben kürzlich den Hydra- Notch-Rezeptor identifiziert und zwei überraschende Erkenntnisse bezüglich seiner Funktion gewonnen.1. Notch fördert die Differenzierung in der interstitiellen Stammzelllinie und2. Notch und sein Zielprotein HES haben eine essentielle Funktion bei der Knospung, wahrscheinlich bei der Abgrenzung des Knospengewebes vom Muttertier. Das ist besonders interessant, da HES und Notch auch für die Bildung von Segmentgrenzen bei der Segmentierung höherer Tiere eine Rolle spielen.Im Rahmen dieses Antrages wollen wir die fehlenden Hauptkomponenten des Notch- Pathways in Hydra untersuchen, insbesondere Notch-Liganden und Proteine, die für die Glykosylierung und die Endozytose von Notch wichtig sind. Von Expressionsstudien und Funktionsanalysen dieser essentiellen Notch- Modulatoren erwarten wir ein umfassendes Verständnis der ursprünglichen Funktionen dieses Signalweges. Besonders wichtig ist die detaillierte Untersuchung der Rolle von Notch bei der Stammzelldiferenzierung in Hydra. Außerdem suchen wir weitere molekulare Ähnlichkeiten zwischen der Formation von Grenzen bei der Segmentierung und bei der Knospung, um die Hypothese zu überprüfen, dass die molekularen Mechanismen für die Bildung von Segmentgrenzen auch für die Wiederholung von Körperstrukturen bei der Knospung von Cnidarien benutzt werden.