Untersuchungen zur Bedeutung der sal-ähnlichen Gene bei der Maus

Abstract

Das regionsspezifische homöotische Gen spalt (sal) definiert die Identität der posterioren Kopfsegmente bei der Fruchtfliege Drosophila melanogaster während der Embryogenese. Des Weiteren spielt sal eine wichtige Rolle bei der Entwicklung des larvalen Tracheensystems, der Morphogenese des adulten Flügels und beeinflusst zudem die Entwicklung der im peripheren Nervensystem liegenden neuronalen Vorläuferzellen. Das Gen kodiert für einen Transkriptionsfaktor mit einer charakteristischen Struktur, in der drei Doppelzinkfinger über das gesamte Protein verteilt sind. Mutationen im humanen SALL1-Gen verursachen das Townes-Brocks-Syndrom (TBS), ein autosomal-dominant vererbtes Fehlbildungssyndrom. Es ist gekennzeichnet durch Analatresie, Fehlbildungen der oberen Extremitäten, Ohrmuscheldysplasien, seltener Schwerhörigkeit, urogenitale Fehlbildungen, Zehen- und Fußfehlbildungen sowie mentale Retardierung. In dieser Arbeit sollte das zu SALL1 homologe Gen der Maus isoliert und charakterisiert werden, des Weiteren sollte das Expressionsmuster geklärt und eine knock out-Maus hergestellt werden, um einen Modellorganismus für das TBS zu schaffen. Das Sall1-Gen der Maus zeigt eine Homologie von 90 % zu dem humanen SALL1-Gen. Untersuchungen mittels whole mount-in situ-Hybridisierungen zeigten, dass das Expressionsmuster im Mausembryo deutlich mit den beim TBS betroffenen Organen überlappt. Mit einem herkömmlichen knock out-Vektor wurde durch die Klonierung zweier genomischer Fragmente ein Konstrukt hergestellt, mit dem Exon 2 und 3 in embryonalen ES-Zellen durch die Neomycin-Kassette ersetzt wurde. Nach der Injektion in Blastocysten und Reimplantation in scheinschwangere Mäuse konnten hieraus mehrere Chimären gewonnen werden. Zu den murinen Genen Sall2 und Sall3 wurden ebenfalls Expressionsdaten mittels whole mount-in situ-Hybridisierungen gewonnen. Aus neu gewonnenen und bereits vorhandenen Daten wurde ein Sall2-knock out-Konstrukt hergestellt und zur Deletion des Exon 1a und Exon 2 in embryonalen Stammzellen eingesetzt. Positive ES-Zellen wurden in Blastocysten injiziert und die daraus entstandenen Chimären mit Wildtyp-Mäusen verpaart. Die nach weiterer Züchtung entstandenen adulten homozygoten Mäuse zeigen keine Auffälligkeiten, mit unvollständiger Penetranz entwickeln diese Tiere jedoch einen Neuralrohrdefekt, der vermutlich zum pränatalen Absterben führt.