Molecular Mechanisms in Primordial Germ Cell Development in Zebrafish

Abstract

In vielen Organismen, Primordiale Keimzellen, werden in frühen Entwicklungsstadien, entfernt von der Region wo sich die Gonaden entwickeln werden, spezifiziert. Daher müssen die Zellen zu dieser Region migrieren, wo sie sich dann in Spermien bzw. Oozyten differenzieren. Eine allgemeine Eigenschaft von Keimzellen ist das Vorhandensein Keimzellen-spezifischer granulärer Strukturen, welche generell als Keimgranulate (engl. germinal granules) bezeichnet werden. Es wird angenommen, dass diese Strukturen in posttranskriptionaler Regulation (inklusive Regulierung durch microRNAs) involviert sind. Interessanterweise, Dead end, ein Komponent von Keimgranulaten, ist essentiell für mehrere Aspekte der Keimzellentwicklung in Zebrafisch, wie Zellmotilität und Erhalt des Zelltypus. Um die spezifische Funktion der Keimgranulate in der Keimzellentwicklung zu verstehen, ist es wichtig, deren strukturellen Eigenschaften, sowie die spezifische Funktion von Dead end und andere Keimgranulat-Komponenten zu charakterisieren. Hier präsentiere ich die Resultate eines Mikroarray Screens, welches zur Identifikation und Charakterisierung zweier neuer Keimzellmarker (Granulito und Tdrd7), deren Proteine in den Keimgranulate lokalisiert sind, führte. Da Granulito spezifisch in den Keimgranulaten lokalisiert ist, habe ich eine transgene Fischlinie gemacht, welche ein fluoreszentes Granulito Fusionsprotein schon in frühen Entwicklungsstadien exprimieren. Diese transgenen Embryonen erlaubten eine Beschreibung der strukturellen Eigenschaften und Veränderungen von Keimgranulaten während frühen Entwicklungsstadien bis die Keimzellen ihre Migration abgeschlossen haben. Keimgranulate weisen zuerst ein weites Spektrum von unterschiedlichen Größen auf, aber am Ende des ersten Tages der Embryonalentwicklung, haben sie sich in eine homogene Population mittlerer Größe verwandelt. Dieser Prozess benötigt Tdrd7, da in Keimzellen, in denen Tdrd7 entfernt wurde, die Keimgranulate eine abnormale Morphologie, sowie eine reduzierte Anzahl an Granulate aufwiesen. Zuletzt präsentiere ich Hinweise dafür, dass der Keimgranulat-Komponent Dead end der Inhibition von spezifischen mRNA-Targets durch microRNAs entgegenwirkt. Diese Derepression der microRNA Aktivität durch Dead end ist abhängig vom Vorhandensein Uridin-reicher Regionen innerhalb der 3 NTR der Target-mRNA. Da Dead end und Komponenten des microRNA Prozesses in den Keimgranulaten lokalisiert sind, wird deren Interaktion wahrscheinlich innerhalb dieser Strukturen ausgeführt.