Funktion und Evolution von Hox-Genen

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Gene des HOM/Hox-Clusters sind in allen untersuchten Metazoen für die Spezifizierung der Morphologie entlang der anterior-posterioren (A/P) Körperachse verantwortlich. Hierbei ist eine erhebliche Diversität zwischen den verschiedenen Segmenten einer Spezies, wie auch zwischen den homologen Segmenten verschiedener Spezies zu beobachten. Diese hoch diversen Strukturen werden durch die differentielle Aktivierung und Reprimierung spezifischer Realisator-Gene von HOM/Hox-Masterregulatoren determiniert. Um zu verstehen, wie Hox-Gene verschiedene Segmente mit unterschiedlichen Merkmalen versehen, schlage ich molekulare Ansätze vor, um quantitativ Realisator-Gene des Hox-Proteins "Deformed" (Dfd) in Drosophila zu identifizieren. Über diesen globalen Ansatz hinaus möchte ich mit molekularen und genetischen Methoden im Detail untersuchen, welche Rolle der programmierte Zelltod bei der Spezifizierung und Strukturierung des maxillaren Segments spielt. Ich werde micht hierbei auf das Dfd-Realisator-Gen "reaper" (rpr) konzentrieren, ein Gen, das maßgeblich für die Aktivierung der programmierten Zelltod-(Apoptose-)Maschinerie zuständig ist. Schließlich schlage ich vor, ein ursprüngliches Hox-(Proto-Hox-) oder anderes Homeobox-Gen aus Ghoanoflagellaten zu isolieren und zu charakterisieren, um einen molekularen Einblick in den Ursprung der Metazoen zu gewinnen. Ghoanoflagellaten gelten als Schwestergruppe der Metazoen und sind den Zellen am ähnlichsten, aus denen die Schwämme und sehr wahrscheinlich alle Vielzeller hervorgegangen sind.