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Funktionsanalyse des Irx1-Gens

Irx1- ein Vormustergen essentiell für die murine Gastrulation

dc.contributor.advisorGruss, Peter Prof. Dr.de
dc.contributor.authorZülch, Armin Uwede
dc.date.accessioned2012-04-16T14:46:26Zde
dc.date.available2013-01-30T23:50:46Zde
dc.date.issued2001-07-27de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-ABE2-Dde
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-88
dc.description.abstractDas Entwicklungskontrollgen Irx1 gehört zur murinen Iroquois-Genfamilie. Diese umfaßt sechs Familienmitglieder, welche in zwei Tandemstrukturen im Genom organisiert sind. Irx1 zeichnet sich durch eine konservierte Homeo- und eine Iro-Box aus. Die Homeobox stellt ein klassisches DNA-Bindungsmotiv dar, wohingegen die Iro-Box für ein neues Protein-Protein-Bindungsmotiv kodiert. Das Gen Irx1 zeigt ein spezifisches räumliches und zeitliches Expressionsmuster. Irx1-Expression läßt sich im Embryo ab dem Stadium E6,5 und nach der Geburt nachweisen. Im prägastrulären Embryo ist Irx1 im extraembryonalen Ektoderm exprimiert und diese Expression verändert sich im Laufe der Gastrulation, so daß an deren Ende das embryonale Mesoderm und der Primitivknoten Irx1-Aktivität aufweisen. Während der Entwicklung zeigt Irx1 eine spezifische Expression sowohl während der Bildung des zentralen Nervensystems als auch während der embryonalen Lungen- und Extremitätenentwicklung. Dabei stellt Irx1 einen exzellenten Marker für die Entwicklung der Phalangen dar. Die Analyse der Expression von Irx1 während der Fingerentwicklung wurde im Vergleich zu Irx2 und den Gli-Genen, als potentielle Regulatorgene, durchgführt. Für die Analyse der Funktion des Irx1-Gens in der späteren embryonalen Entwicklung wurden die potentiell evolutiv konservierten Regulationspartner untersucht. Die Analyse der Gli1- und Gli2-Mausmutanten konnte eine Interaktion mit Irx1 zeigen, was auf eine konservierte Regulatorfunktion hindeutet. Die in vitro-Analyse eines potentiellen Zielgens von Irx1 ergab, daß keine Aktivierung des Mash1-Promotors vorliegt. Die Regulation Gli-Irx-Mash ist in der Maus nur teilweise evolutiv erhalten geblieben, so sind die Interaktionspartner der regulativen Kaskade identisch, aber nicht die funktionelle Ausprägung. Die Funktion von Irx1 wurde durch eine gezielte Inaktivierung des Gens über homologe Rekombination in ES-Zellen untersucht. Irx1-defiziente Embryonen sterben embryonal und letzte Reste mutanter Embryonen sind maximal bis zum Stadium E10,5 zu erkennen. Irx1-defiziente Embryonen weisen eine vermehrte Bildung an mesodermal erscheinenden Zellen im extraembryonalen Bereich auf. Dies führt dazu, daß die extraembryonalen Höhlen sich nicht ausbilden, sondern mit Zellen angefüllt sind. Es konnten Mißexpressionen verschiedener embryonal bedeutsamer Gene wie BMP4, Brachyury, Gbx2 oder Otx2 gezeigt werden. Sie sind die genetischen Marker für das extraembryonale Mesoderm, den Primitivstreifen oder das anteriore viszerale Endoderm. Anhand dieser Daten konnte gezeigt werden, daß Irx1 eine essentielle Rolle während der Gastrulation spielt und wesentlich an der Bildung und Umsetzung der induktiven Funktionen der posterioren und auch der anterioren viszeralen Entwicklung beteiligt ist.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isogerde
dc.rights.urihttp://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyrdiss.htmde
dc.titleFunktionsanalyse des Irx1-Gensde
dc.title.alternativeIrx1- ein Vormustergen essentiell für die murine Gastrulationde
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedFunctional analysis of the Irx1 genede
dc.contributor.refereeGruss, Peter Prof. Dr.de
dc.date.examination2001-06-28de
dc.subject.dnb570 Biowissenschaften, Biologiede
dc.description.abstractengIn D. melanogaster genes are composing a network, which determine neural cell lineage. Among them the genes of the Iroquois complex (IRO-C) are playing a crucial role in regulating the function of this regulatory cascade. Members of the D. melanogaster Iroquois homeobox gene family are implicated in the development of peripheral nervous system and the regionalization of wing and eye. Increasing evidence emphasizes that the function of the neurogenic network is similar in fly and in vertebrates. By functional analysis we would like to know if the neurogenic pathway is conserved between fruitfly and mice and of course if the Irx genes are the missing link in the regulatory cascade including the BMP, Gli and Mash genes. Four mouse Iroquois homeobox (Irx) genes, named Irx1, Irx2, Irx3 and Irx5, have been identified in our lab (Bosse et al., 1997). Here we are presenting the structural and functional analysis of one member - Irx1. The murine Irx1 belongs to the homeobox gene family and all of the Iroquois genes contain a typical Iroquois box at the 3¥ prime end. Irx1 shows a very specific expression pattern during mouse development starting during the early steps of murine gastrulation. In the functional analysis of this gene we replaced the functional domain - the homeobox - with an IRES-TAU-lacZ-loxPNeoloxP-construct to produce a null mutant. For the generating of the mutants we used the described construct containing the Neo gene and further we removed the Neo gene by a Cre-recombination event in the ES cells. In the Irx1 mutant mice the development stops before E7.0. Embryos null for Irx1 are not able to fulfill the gastrulation and are stopping during the process of forming mesoderm structures. Irx1 is a mayor player in the early steps of murine gastrulation. If this gene is affected no further development will take place (paper in preparation). We analyzed the genetic relations of Irx1 to genes of the prospective regulative cascade like for example Brachyury and BMP4 which are also crucial players in the early development and are members in the potential regulative cascade.de
dc.contributor.coRefereeSchäfer, Mireille Prof. Dr.de
dc.title.alternativeTranslatedIrx1 - a prepattern gene essential during murine gastrulationde
dc.subject.gerIroquoisde
dc.subject.gerIrxde
dc.subject.gerMausgastrulationde
dc.subject.gerknock out-Technologiede
dc.subject.gerMausde
dc.subject.gerVormustergenede
dc.subject.engIroquoisde
dc.subject.engIrxde
dc.subject.engmurine gastrulationde
dc.subject.engknock outde
dc.subject.engmousede
dc.subject.engprepattern genede
dc.subject.bk42.23de
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-1106-8de
dc.identifier.purlwebdoc-1106de
dc.affiliation.instituteBiologische Fakultät inkl. Psychologiede
dc.subject.gokfullWK 000: Entwicklungsbiologiede
dc.identifier.ppn334019745


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