Evolution and expression of genes induced in craniofacial morphogenes in amphibians and lungfish

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Die Evolution und Expression von Genen, die eine entscheidende Rolle in der Entwicklung cranialer Neuralleistenzellen und der Kieferbildung spielen, wird untersucht. Eph-Rezeptoren und ihre Ephrin-Liganden sind an der Zielleitung der Zellmigration und an der Musterbildung von Knorpel beteiligt. Innerhalb der Vertebraten ist ein konserviertes Muster der Neuralleisten-Ströme festzustellen. Bei Xenopus wird ein Vermischen dieser Ströme durch die Interaktionen zwischen bestimmten Eph-Rezeptoren und Ephrinen verhindert. Es ist nicht bekannt, ob dieser Mechanismus evolutiv konserviert ist. Die Gene dieser Familien haben sich in der Evolution der Vertebraten wiederholt dupliziert, aber wann dies geschah, ist unbekannt. Wir werden 1.) die Geschichte der Duplikation der Eph-Rezeptoren- und Ephringene rekonstruieren, in dem wir sie aus Bombina orientalis und Neoceratodus forsteri (Australischer Lungenfisch) isolieren und sie phylogenetisch Untersuchungen unterziehen: und 2.) die Expressionsmuster einiger dieser Genen in B. orientalis ermitteln, um zu erfahren, ob ihre Beteiligung an der Unterbindung des Vermischens von Neuralleistenströmen ein konserviertes Merkmal innerhalb der Anuren darstellt. Wir möchten auch spätere Expressionsmuster untersuchen, um die Expressionsmuster dieser Gene während der Kopfknorpelbildung festzustellen. Bei Kaulquappen von Froschlurchen haben sich neue Knorpel, die Rostralia (Infra- u. Suprarostrale), entwickelt, die den vordersten Teil des Kieferapparates darstellen. Die Rostralia von Xenopus unterschieden sich von denen fast allen anderen Froschlurche, deshalb wählen wir einen eher typischen Frosch (B. orientalis) als unser Versuchstier. Ein bagpipe ähnliches Gen der Homöobox-Familie bapx1 wird für die Bildung des Kiefergelenks beim Zebrafisch benötigt. Bei Xenopus wir der Ortholog Xbap zwar in der Kiefergelenksregion, nicht jedoch im infrarostralen Knorpel exprimiert, in dem statt dessen ein zweites bapx1 Ortholog, zax, nachgewiesen werden konnte. Wir werden ihre Expressionsmuster in den sich entwickelnden, craniofazialen Knorpel von B. orientalis ermitteln.