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dc.contributor.advisor Bucher, Gregor Prof. Dr. de
dc.contributor.author Posnien, Nico de
dc.date.accessioned 2012-04-16T14:52:39Z de
dc.date.available 2013-01-30T23:50:50Z de
dc.date.issued 2009-09-09 de
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-AD6F-3 de
dc.description.abstract Die anterior-posterior Achse von bilateral symmetrischen Organismen (Bilateria) ist unterteilt in eine posteriore Region, die durch die Expression der hoch konservierten HOX-Cluster Gene gekennzeichnet ist und eine anteriore Region, die frei von deren Expression ist. Dennoch sind einige hoch konservierte Gene in der anterioren Region von Vertebraten und Insekten exprimiert und an der Musterung dieser Region beteiligt. Diese Beobachtung lässt vermuten, dass grundlegende Prinzipien der Kopfentwicklung innerhalb der Bilateria konserviert sind. Bisher fehlt jedoch ein ausführlicher Vergleich von Genen, die an der anterioren Musterung von Vertebraten und Insekten beteiligt sind.Um mehr Kandidatengene des hoch konservierten Grundnetzwerkes der anterioren Musterung zu identifizieren, habe ich systematisch die Expression und Funktion der Orthologen von Neuralplattengenen aus Vertebraten im Reismehlkäfer Tribolium castaneum analysiert. Basierend auf diesen Daten schlage ich Bestandteile des Regulatorischen Netzwerkes vor, das der anterioren Musterung in Tribolium zugrunde liegt. Einige dieser hypothetischen Interaktionen wurden daraufhin experimentell bestätigt. Um Einblicke in die Konservierung des Regulatorischen Netzwerkes zu erlangen, wurden einige der gefundenen Interaktionen im Vertebraten-Model Xenopus laevis getestet. Dabei zeigte sich, dass das Potential von six3 die Expression von wnt1 und pax6 zu reprimieren konserviert zu sein scheint. Der Vergleich der Expressionsdaten im Käfer und in Vertebraten zeigt, dass die Okkular/Preokkulare Region des embryonalen Insektenkopfes sehr viele Ähnlichkeiten zur Vorder-/Mittelhirn Region der Vertebraten aufweist. Weiterhin lässt der Vergleich vermuten, dass der letzte gemeinsame Vorfahre von Insekten und Vertebraten ein wichtiges Signalzentrum im anterioren Kopf besessen hat.Die Etablierung der anterior-posterior Achse in Vertebraten ist abhängig von der Funktion des kanonischen Wnt-Signalweges. Einige kürzlich veröffentlichte Daten aus verschiedenen Arthropoden lassen vermuten, dass die Beteiligung des Wnt-Signalweges bei der Bildung posteriorer Strukturen innerhalb der Bilateria konserviert ist. Um die Beteiligung des Wnt-Signalweges an der anterior-posterior Achsen-Bildung weiter zu bestätigen, habe ich mit Hilfe von Tc-axin RNAi ektopische Wnt Signale in der anterioren Region aktiviert. Die Resultate zeigen, dass ektopische Wnt Signale zur Posteriorisierung des frühen Embryos führen, was für eine essentielle Funktion des Wnt-Signalweges in der anterior-posterior Achsenbildung in Tribolium spricht. Zusätzlich sind bisher einige weitere Aspekte der Insektenkopfentwicklung ungeklärt geblieben. Zum Beispiel ist nicht bekannt, welcher Teil der starren Kopfkapsel der Larvenstadien vom Interkalarsegment gebildet wird. Deshalb habe ich die Funktion des Interkalarsegment-Markers Tc-labial/Hox1 in Tribolium analysiert. Die Daten zeigen, dass der Verlust von Tc-labial/Hox1 zum Verlust des Interkalarsegments führt. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass das Interkalarsegment laterale Bestandteile der Kopfkapsel bildet. de
dc.format.mimetype application/pdf de
dc.language.iso eng de
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nd/2.0/de/ de
dc.title Funktion und Evolution von hochkonservierten Kopfgenen im Reismehlkäfer Tribolium castaneum de
dc.type doctoralThesis de
dc.title.translated Function and Evolution of highly conserved head genes in the red flour beetle Tribolium castaneum de
dc.contributor.referee Bucher, Gregor Prof. Dr. de
dc.date.examination 2009-08-20 de
dc.subject.dnb 570 Biowissenschaften, Biologie de
dc.description.abstracteng The anterior-posterior axis of all bilaterian animals is subdivided into a posterior region marked by the expression of highly conserved Hox-cluster genes and an anterior region free of them. Some highly conserved genes that are expressed in the anterior head are involved in anterior patterning of both vertebrates and insects. This suggests that basic principles of head development are shared throughout bilateria. However, a comprehensive comparison of genes involved in anterior patterning of insects and vertebrates is missing so far.In order to identify more candidates of the highly conserved core of anterior bilaterian patterning genes, I systematically analyzed the expression and function of orthologs of vertebrate neural plate patterning genes in the red flour beetle Tribolium castaneum. Based on these results I hypothesized parts of an interaction network that might govern head development in Tribolium. Subsequently, I selected some of the proposed interactions and tested them directly, and could confirm most of them. Some of the interactions found in Tribolium were then tested in Xenopus laevis as a vertebrate model in order to gain insights into the conservation of the network. I find that the potential of six3 to activate pax6 and to repress wnt1 might be conserved. The comparison of the expression patterns in Tribolium vertebrates reveals that the ocular/preocular region of the embryonic insect head is highly similar to the fore-/midbrain region of vertebrates. Furthermore, this comparison suggests that the last common ancestor of vertebrates and insects possessed an important signalling center in the anterior region.The establishment of the anterior-posterior axis in vertebrates involves the action of canonical Wnt-signaling. Recent results from different arthropods suggest a conserved role of Wnt-signaling in the formation of posterior structures among Bilaterians. To further substantiate the involvement of canonical Wnt-signaling in anterior-posterior axis formation of Tribolium I ectopically activated Wnt-signaling in the anterior head region by Tc-axin RNAi. These results show that ectopic early anterior Wnt-signaling leads to the posteriorization of the embryos, indicating that Wnt-signaling is indeed essential for proper anterior-posterior axis formation in Tribolium. Additionally, to date some aspects of insect head development like the contribution of the intercalary segment to the head capsule remained enigmatic. Therefore, I analyzed the function of the intercalary marker labial/Hox1 in Tribolium. The data show that loss of Tclabila/ Hox1 leads to loss of the intercalary segment and that this segment gives rise to lateral parts of head cuticle. de
dc.contributor.coReferee Wodarz, Andreas Prof. Dr. de
dc.contributor.thirdReferee Pieler, Tomas Prof. Dr. de
dc.subject.topic Mathematics and Computer Science de
dc.subject.ger Evolution de
dc.subject.ger Kopfentwicklung de
dc.subject.ger Neuralplatte de
dc.subject.ger Tribolium castaneum de
dc.subject.eng Evolution de
dc.subject.eng Head Development de
dc.subject.eng Neural Plate de
dc.subject.eng Tribolium castaneum de
dc.subject.bk 42.23 Entwicklungsbiologie de
dc.identifier.urn urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-2216-4 de
dc.identifier.purl webdoc-2216 de
dc.affiliation.institute Biologische Fakultät inkl. Psychologie de
dc.subject.gokfull WKL 000 Evolution de
dc.subject.gokfull Phylogenie de
dc.identifier.ppn 614666929 de

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