Identifizierung und Charakterisierung von Genen für die Entwicklung des cerebralen Cortex

Abstract

Zur Identifikation neuer Gene mit regionenspezifischer Expression im cerebralen Cortex der Maus des Stadiums E16,5 wurde eine Microarray-Expressionsanalyse mit fünf verschiedenen Cortexregionen durchgeführt. Die nach der Analyse der Daten 96 erhaltenen Gene wurden mittels der RNA-in situ-Hybridisierung auf ihre Expression hin überprüft.Basierend auf diesen beiden Screens wurde zur weiteren Analyse das neue Mausgen PIPPin ausgewählt. Die Expressionsanalyse ergab, daß PIPPin in der mitotisch aktiven Ventrikulärzone des Palliums (ventral, lateral, dorsal und medial) und des Subpalliums zu finden ist. Das ventrale Pallium gilt als ein corticales Signalzentrum zur Musterbildung und als Quelle verschiedener Signalproteine u.a. aus der EGF-Familie. Maus-PIPPin ist ein neuer Marker dieser Signalregion. Mit dem Neuroepithel der Retina und der externen Keimschicht des Cerebellums wird PIPPin in weiteren proliferativen Schichten exprimiert. Darüber hinaus kommt Maus-PIPPin in postmitotischen Zellen vor u.a. im Bulbus olfactorius, in den corticalen Schichten V, IV und II/ III, im Hippocampus, im Piriformcortex, in der Amygdala, im Epithalamus, im dorsalen und anterioren Thalamus und in der Purkinje-Zellschicht des Cerebellums.PIPPin besitzt mit der stark konservierten putativen "cold-shock"-Domäne die Fähigkeit, mit DNA und RNA zu interagieren und somit potentielle Transkriptionsfaktor-Aktivität.Zur Funktionsanalyse von Maus-PIPPin in der Corticogenese wurde das Gen kloniert und mittels homologer Rekombination inaktiviert. Ein Phänotyp konnte mit den hier angewendeten Methoden und ausgewählten Entwicklungsstadien nicht detektiert werden.Mit Hilfe der in vitro Elektroporation wurde eine Enhancer-enthaltende Sequenz im 3'-Bereich des Maus-PIPPin-Gens identifiziert. Dieser Bereich wurde von 3,5 kb auf 700 bp eingegrenzt und auf potentielle Transkriptionsfaktor-Bindestellen untersucht. Dabei wurden Bindestellen für einen Östrogen-Rezeptor und für die Transkriptionsfaktoren Ets-1 und Pax6 identifiziert. In der vorliegenden Arbeit wurde eine verringerte Expression von PIPPin in der homozygoten Pax6-Mutante "Sey" beobachtet. Weiterführende Deletionsanalysen des PIPPin-Enhancers werden zeigen, inwiefern ein direkter Zusammenhang zwischen diesem Element und dem Transkriptionsfaktor Pax6 besteht.