Analyse der evolutionären Modifikationen der Neurogenese innerhalb der Arthropoden

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Die vergleichende Analyse der Neurogenese in Cheliceraten und Myriapoden hat gezeigt, dass das genetische Netzwerk, das für die Rekrutierung neuraler Vorläuferzellen verantwortlich ist, innerhalb der Arthropoden konserviert ist. Es findet sich jedoch eine Adaptation der Expression dieser Gene an fundamentale morphologische Modifikationen in Cheliceraten und Myriapoden, die in äquivalenter Form weder in Insekten noch in Crustaceen vorkommen: im Gegensatz zur Delamination einzelner Neuroblasten in Insekten und Crustaceen, invaginieren neurale Zellgruppe in Cheliceraten und Myriapoden. Durch den Vergleich von Pionierneuronen in Insekten und Crustaceen sind fünf Neurone aufgrund ihrer Zellsomaposition, ähnlicher axonaler Projektionen und Expression neuraler Marker homologisiert worden, während in einem Chilopoden (Myriapoda) kein vergleichbares Muster gefunden wurde. Vergleichende Studien zur Anordnung früher Neurone in Cheliceraten und Myriapoden liegen jedoch nicht vor. Im Rahmen der Projektes soll daher folgenden Fragestellungen nachgegangen werden. Wie erlangen die neuralen Vorläuferzellen in Cheliceraten und Myriapoden ihre spezifische Zellidentität? Exprimieren aller Zellen einer Invaginationsgruppe eine funktionelle Einheit dar? Wie werden die axonalen Trakte in Cheliceraten und Myriapoden etabliert? Folgende Methoden sollen zum Einsatz kommen: PCR-Klonierung von Segmentierungsgenen und neuralen Identitätsgenen, in situ Hybridisierungen, Zellmarkierungen, 4D-Mikroskopie, und funktionelle Analysen mit der RNA-Interferenz-Technik. Die Arbeiten sollen darüber Aufschluss geben, wie neurale Entwicklungsprogramme evolutionär modifiziert worden sind, um (1) in Anpassung an eine veränderte Morphologie einer konservierte Funktion zu gewährleisten und (2)Variationen der Nervensysteme in den verschiedenen evolutionären Linien hervorzubringen.