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Variabilität molekularer axialer Differenzierung am Beginn der Gastrulation beim Kaninchen

dc.contributor.advisorViebahn, Christoph Prof. Dr.de
dc.contributor.authorPlitzner, Julianede
dc.date.accessioned2012-04-16T14:51:57Zde
dc.date.available2013-01-30T23:51:02Zde
dc.date.issued2008-12-10de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-AD20-4de
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-303
dc.description.abstractHintergrund der vorliegenden Arbeit sind molekulare Mechanismen, die an der Differenzierung der Körperachsen in der frühen Gastrulationsphase des Säugerembryos beteiligt sind. Variabilität und Stabilität der molekularen Blaupause , die der morphologischen Entwicklung zu Grunde liegt, wurden exemplarisch an im Hypoblast exprimierten Schlüsselgenen der frühen Achsenentwicklung Dkk1, Cer1, Lefty und Hex untersucht. Für die Untersuchungen wurde das Kaninchen als Modellorganismus ausgewählt, weil es mit seiner flachen Keimscheibe für den Säugerembryo in besonderer Weise repräsentativ und durch seine späte Implantation für die Embryokultur in vitro besonders geeignet ist. Bis auf Hex zeigen die ausgewählten Gene in Form und Größe zwar variable Expressionsmuster, die jedoch schon im Stadium 0, vor dem erstem Auftreten der morphologisch sichtbaren anteriorposterioren Differenzierung der Keimscheibe in einem axial polarisierten Muster auftreten. Die spangenförmig am vorderen Randbogen verlaufende Dkk1 Expressionsdomäne zeigt eine vorübergehende laterale Asymmetrie, die in Stadium 1 häufiger als in Stadium 2 auftritt. Quantitative Analysen dieser Asymmetrie lassen jedoch keine Präferenz für eine der beiden Körperseiten erkennen, so dass diese Lateralität keinen Hinweis auf eine frühe Festlegung der Rechts-links-Identität des embryonalen Körpers gibt. Das charakteristische spangenförmige Dkk1-Expressionsmuster wandelt sich in Kultur unter normoxischen Kulturbedingungen zu einer flächigen zentral angeordneten Domäne um, kann aber durch Reduktion des Sauerstoffgehaltes auf 4% oder 5% während der Kultur bis zu 4 Stunden und durch chemisch induzierte Hypoxie (DMOG im Kulturmedium) auch dauerhaft in seiner anterioren Lage erhalten werden; eine rechts-links Asymmetrie ist dann jedoch nicht mehr feststellbar. Der positive Hypoxie-Effekt kann durch eine nach anterior und zentrifugal ausgerichtete Wanderungsbewegung der Hypoblastzellen erklärt werden, die in vitro offensichtlich nur unter einer dem physiologischen Sauerstoffpartialdruck im Uterus angepassten Hypoxie annähernd normal abläuft..Die Hypothese der ausbleibenden Zellwanderung wird auch gestützt durch die Ergebnisse an sogenannten Flachkulturen, bei denen isolierte Keimscheiben auf eine Unterlage von 1% Agarose kultiviert werden; dabei ist eine Positionsveränderung der Hypoblastzellen offensichtlich stark eingeschränkt, sodass das spangenförmige Expressionsmuster erhalten bleiben kann. Bei getrennter Untersuchung isolierter median getrennter Keimscheibenhälften bleibt dieses Muster zwar erhalten, die Expressionsstärke variiert jedoch abhängig von der Kulturdauer. Die laterale Variabilität im Dkk1-Expressionsmuster könnte daher auch auf eine oszillierende Gen-Expression zurückgeführt werden.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isogerde
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/2.0/de/de
dc.titleVariabilität molekularer axialer Differenzierung am Beginn der Gastrulation beim Kaninchende
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedVariability of molecular axial differentiation at the beginning of gastrulation in the rabbitde
dc.contributor.refereeWimmer, Ernst A. Prof. Dr.de
dc.date.examination2008-04-30de
dc.subject.dnb570 Biowissenschaften, Biologiede
dc.description.abstractengThe development of the body plan within the mammalian embryo is principally affected by the formation of the main body axes; which are anterior-posterior, dorsal-ventral and left-right axes. Their formation is revealed first by expression patterns of genes involved in this process; later it becomes morphologically visible. Key vertebrate genes encoding for secreted signalling molecules such as Cerberus 1, Dickkopf l and Lefty or for transcription factors such as Hex are specifically expressed in the hypoblast and show complex topographical expression patterns. They give reference about variability as well as stability of the molecular mechanisms referring to the morphological differentiation of body axes during the early gastrulation. As animal model the rabbit is used because it is particularly characteristic for the mammalian embryo due to its flat embryonic disc. Another advantage for using the rabbit s embryos in embryonic culture in vitro is the late implantation. All genes examined except of Hex show variability in shape and size in their expression patterning: Even at stage 0 already before morphological differentiation of the anterior-posterior axis occur an axial polarisation can be found. The Dkk1 expression domain runs in a clasp-like manner alongside the anterior margin with showing different end regions of the clasp - on the left and the right side thus performing not only an anterior-posterior asymmetry, but an additionally lefty-right asymmetry in the early rabbit embryo. Quantitive examinations did not show a preference of this asymmetrical distribution for one body side therefore this laterality is not a manifestation of left-right identity of the embryonic body. Under normoxic cultural conditions the characteristic clasp-like expression patterning of Dkk 1 transforms into a central oval shaped domain; an effect which is reversible by reduction of oxygen levels (4%-5%) in a short time culture (Maximum: 4 hours) or chemical induced hypoxia using DMOG. This positive hypoxic effect could be explained with a migration of hypoblast cells which is in vitro possible under oxygen conditions comparable to physiological conditions within the uterus. In addition the migration-theory of hypoblast cells can be proven in New-type culture experiments using embryonic discs cultured on agarose droplets so a change of position is restricted and the clasp-like expression domain is preserved. Bisection experiments show a typical expression patterning with changing density dependent on the cultural duration. So the lateral variability could be attributing to an oscillating gene expression.de
dc.contributor.coRefereePieler, Tomas Prof. Dr.de
dc.subject.topicMathematics and Computer Sciencede
dc.subject.gerKaninchende
dc.subject.gerAchsenentwicklungde
dc.subject.gerDkk 1de
dc.subject.gerCer 1de
dc.subject.gerLeftyde
dc.subject.gerHexde
dc.subject.engrabbitde
dc.subject.engdevelopmentde
dc.subject.engbody axesde
dc.subject.engDkk 1de
dc.subject.engCer 1de
dc.subject.engLeftyde
dc.subject.engHexde
dc.subject.bk42.67 Fortpflanzungde
dc.subject.bkEntwicklungde
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-1975-0de
dc.identifier.purlwebdoc-1975de
dc.affiliation.instituteBiologische Fakultät inkl. Psychologiede
dc.subject.gokfullWKF 300 Embryologiede
dc.subject.gokfullWachstumde
dc.identifier.ppn606110720de


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