Zur Funktion von Zelladhäsionsmolekülen vom NCAM-Typ und ihren Sialinsäuremodifikationen während der Entwicklung des Zebrafischembryos

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Während der Entwicklung des Nervensystems höherer Vertebraten ist das neurale Zelladhäsionsmolekül NCAM an vielfältigen dynamischen Prozessen wie Zellmigration, axonaler Weg- und Zielfindung und Synapsenbildung beteiligt. Seine Funktion kann durch eine ungewöhnliche Glycanmodifikation, Polysialinsäure (polySia), dahingehend verändert werden, dass die NCAM-vermittelte Adhäsion zwischen benachbarten Zellen und Axonen abgeschwächt wird, oder dass polysialyliertes NCAM andere Funktionen bei der Signaltransduktion ausübt als NCAM ohne polySia- Modifikation. Unsere Arbeiten am Modellsystem Zebrafisch (Danio rerio) haben gezeigt, dass hier viele Aspekte des NCAM/polySia-Systems sehr ähnlich sind wie bei Säugetieren, dass es aber auch eine Reihe einzigartiger Eigenschaften gibt. So wird außer NCAM auch ein Paralog, PCAM, exprimiert und polysialyliert. Die Regulation der Polysialylierung über spezialisierte Enzyme, die Polysialyltransferasen St8SiaII und St8SiaIV, differiert zwischen Maus und Zebrafisch, und die Axone des Zebrafisch-Nervensystems unterteilen sich in polySia-positive und -negative Populationen. Im beantragten Projekt möchten wir (1.) die Mechanismen der axonalen Lokalisation von polysialyliertem NCAM und PCAM untersuchen, die vermutlich über axonalen Transport der St8SiaII-mRNA reguliert werden. Weitere Ziele sind es, (2.) ein Konzept von der evolutionären Konservierung des NCAM (PCAM) / polySia-Systems bei Vertebraten zu erarbeiten und (3.) die unterschiedlichen Funktionen von NCAM und PCAM sowie die Bedeutung ihrer Polysialylierung im Zebrafisch zu verstehen.