MDCK-MRP2 - Dkfz

Forschungsschwerpunkt A
Zell- und Tumorbiologie
Abteilung Molekulare Embryologie (A050)
Leiter: Prof. Dr. rer. nat. Christof Niehrs
Wissenschaftliche Mitarbeiter
Dr. Mao Bingyu
Dr. Gary Davidson
Dr. Andrei Glinka
Dr. Christoph Hansis
Dr. Olga Kazanskaya
Dr. Wei Wu
Gastwissenschaftler
Sonia Pinho (2/03-)
Guillermo Barreto (2/03-)
Gabriel Kolle (9/03-)
Doktoranden
Danila Baldessari
Ralph Böttcher
Ivan Del Barco Barrantes
Emil Karaulanov
Suresh Kumar Swaminathan (6/02-)
Christine Hassler (11/02-)
Jinlong Shen (9/03-)
Josipa Bilic (9/03-)
Technische Assistenten
Ursula Fenger
Dana Hoppe
Nicole Maltry (1/03-)
Peter Stannek
Carmen Walter
Sekretariat
Alexandra Heid (4/02-)
Die Abteilung beschäftigt sich mit der Frage, wie das
Schicksal embryonaler Zellen während der Frühentwicklung
der Wirbeltiere reguliert wird. Dazu wird vor allem
der Frosch als Modellsystem untersucht, der erlaubt klassische
Techniken wie Transplantationen und Explantationen
mit modernen molekularbiologischen Techniken zu
verknüpfen. Durch Mikroinjektion von einzelnen mRNAs
in Embryonen wird die Funktion von Genen im Kontext
des sich entwickelnden Organismus studiert. Darüber
hinaus finden Untersuchungen auch an transgenen Mäusen
statt. Im Vordergrund steht die Untersuchung der
molekularen Mechanismen der Achsenentwicklung sowie
der Zellinteraktionen, die eine Rolle im Spemann-Organisator
spielen. Mit molekularbiologischen Ansätzen werden
in diesem Zusammenhang neue Entwicklungskontrollgene
identifiziert und charakterisiert. Die in Embyronen
gewonnenen Erkenntnisse sind bedeutsam für das Verständnis
von Zellwachstum und Differenzierung in normalen
und malignen Zellen.
Abteilung A050
Molekulare Embryologie
Mechanismen der embryonalen
Achsenentwicklung
C. Niehrs
In Zusammenarbeit mit: N.Pollet, Univ. Paris Frankreich; K. Cho,
Univ. California, Irvine, USA; C. Kintner, Salk Inst., San Diego,
USA; Heiner Westphal, NIH, Bethesda, USA; W. Knöchel, Univ.
Ulm; T. Pieler, Uni Göttingen; A. Skerra, TU München; B. Mechler,
H. Delius, H.-J. Gröne, R. Eils, G. Schütz, DKFZ.
Eine zentrale Frage der Entwicklungsbiologie der Wirbeltiere
befasst sich mit der Anlage der embryonalen Achsen,
d. h. Kopf-Schwanz- (anterior-posterior) und Rücken-Bauch-
(dorsal-ventral) Achse. Für die Achsenentwicklung hat der
sogenannte Spemann-Organisator eine herausragende
Bedeutung. Dieses Gewebe wurde 1926 von Spemann
und Mangold durch Transplantationsexperimente entdeckt.
Der transplantierte Organisator ist in der Lage, in einem
Embryo einen kompletten sekundären Embryo zu induzieren
und somit die Achsenanlagen zu duplizieren. Die Tiere
entwickeln sich dann ähnlich siamesischen Zwillingen. Die
Arbeitsgruppe analysiert die molekularen Grundlagen, die
zu den vielfältigen Eigenschaften des Organisators führen.
Insbesondere wird die Frage nach der regional-spezifischen
Induktion untersucht [1]. Der Spemann-Organisator wird
durch die antagonisierenden Effekte von Wnt- und BMP-
Wachstumsfaktoren reguliert. Diese Wachstumsfaktoren
spielen auch eine wichtige Rolle in Tumoren. Die Aufklärung
dieser Signalwege ist daher für das Verständnis der
molekularen Vorgänge im Spemann-Organistaor und für das
Krebsgeschehen aufschlußreich.
Whole-mount in situ Hybridisierungs Screening
N. Pollet, J. Li
In einem screening Projekt zur Identifizierung entwicklungsegulatorischer
Gene mit Funktion im Mesoderm werden in
der Abteilung in großem Maßstab cDNAs mit Hilfe von in
situ Hybridisierung auf ihr Expressionsmuster hin untersucht.
cDNAs, die ein interessantes Muster zeigen, werden in
Zusammenarbeit mit Dr. Hajo Delius (DKFZ) ansequenziert
und gegebenenfalls näher untersucht. In unserem Pilotscreen
wurden cDNAs einer Neurula cDNA Bibliothek aus
Xenopus Embyronen isoliert und das Expressionsmuster der
entsprechenden Gene in verschiedenen Embryonalstadien
untersucht. Es wurden ca. 8.000 cDNAs analysiert und
1.400 differentiell exprimierte Gene ansequenziert. Nach
Abzug mehrfach identifizierter Gene resultierten 723 differentiell
exprimierte Gene, von denen 388 Gene keine signifikante
Sequenzhomologie zu bekannten Genen zeigen.
Auf Grund der Erfahrungen mit einem vorangegangenen
Pilotscreen wissen wir, daß ca. 300 dieser Gene potentielle
Entwicklungskontrollgene darstellen, z. B. Wachstumsfaktoren
und deren Rezeptoren, Komponenten von Signalwegen,
Transkriptionsfaktoren. Unter den identifizierten
Klonen waren solche mit einer belegten regulatorischen
Funktion in der Embryonalentwicklung.
Im vorangegangenen Pilotscreen war die Beobachtung
sogenannter Synexpressionsgruppen, d. h. Gruppen von
Genen, die ein gemeinsames, komplexes Expressionsmuster
aufweisen, von besonderer Bedeutung. Interessanterweise
sind diese Gene nicht nur durch ihre Expressionen sondern
auch ihre potentielle Funktion verknüpft und fungieren
DKFZ 2004: Wissenschaftlicher Ergebnisbericht 2002 - 2003
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