Molekulare, genetische und experimentelle Analyse der terminalen Musterbildung beim Mehlkäfer Tribolium castaneum

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Ziel unserer Untersuchungen ist es, terminale Musterbildung beim Mehlkäfer Tribolium, der den Embryonaltyp eines Kurzkeimers zeigt, auf molekularer, genetischer und experimenteller Ebene zu untersuchen. Uns interssiert dabei (1) ein bei Tribolium gut untersuchtes Gen des terminalen Systems: tailless (tll). Überraschend ist die frühe posteriore Expression von Tailless in Tribolium, die bereits zum Zeitpunkt des Blastoderms erfolgt. Dies legt den Schluß nahe, daß terminale Musterbildung bereits vor der Bildung des Abdomens erfolgt. Vergleichbar mit Drosophila und Vertebraten wird tll zu einem späteren Zeitpunkt in einer anterioren Expressionsdomäne im Gehirn exprimiert. Uns interessiert nun, ob es möglich ist, regulatorische Elemente zu isolieren, die die verschiedenen Aspekte der tailless-Expression steuern. Diese Frage wollen wir mit einer eingehenden Fragmentanalyse der regulatorischen Region von Tc'tll beantworten. Auf diesem Wege wollen wir auch Gehirn-spezifische Enhancer-Elemente isolieren und diese mit denen von Drosophila vergleichen. Der evolutionäre Vergleich von Enhancern wurde bereits erfolgreich auf Segmentierungsgene von Tribolium hunchback und hairy angewandt und kann signifikant zum Verständnis von regulatorischen Vorgängen auf der Ebene der terminalen Segmentierung und der Gehirndifferenzierung beitragen. (2) Darüber hinaus wollen wir bei Tribolium Untersuchungen der Zellwanderungen und des Zellverhaltens der am posterioren Pol gelegenen Blastodermzellen durchführen, da der Hinterpol das einzige terminale Zentrum bei Tribolium darzustellen scheint. Mit den im einzelnen beschriebenen experimentellen Ansätzen sollen a) erste Schritte in Richtung eines Blastoderm-Anlagenplans von Tribolium gegangen werden und b) mit Hilfe von cell-lineage-Untersuchungen die morphogenetischen Bewegungen während des Wachstumsprozesses besser verstanden werden. (3) In einem weiteren, molekularen Ansatz soll versucht werden, weitere Gene der terminalen Klasse bei Tribolium zu finden.