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dc.contributor.advisor Bucher, Gregor Prof. Dr. de
dc.contributor.author Koniszewski, Nikolaus de
dc.date.accessioned 2012-04-16T14:55:10Z de
dc.date.available 2013-01-30T23:50:37Z de
dc.date.issued 2011-08-31 de
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-AE25-0 de
dc.description.abstract Das Gehirn eines Tieres ermöglicht unter anderem die Steuerung von komplexen Verhaltensweisen wie beispielsweise Orientierung und gerichtete Bewegungen. In Insekten wurde für jene Prozesse ein übergeordnetes Zentrum entdeckt, das Zentralkomplex genannt wird. Es besteht aus fünf neuropilären Strukturen, die aus einzelnen wenigen Vorläuferzellen, so genannten Neuroblasten, hervorgehen. Jene Zellen konnten embryonal in Schistocerca und pupal in Drosophila identifiziert und lokalisiert werden, jedoch ist wenig bekannt über die Genetik, die die Identität der Neuroblasten determiniert und dadurch die Bildung des Zentralkomplexes ermöglicht. Das Faktum, dass larvale Stadien jenen Komplex nicht aufweisen, behindert seine genetische embryonale Analyse in Drosophila. Hier bietet Tribolium castaneum den Vorteil, dass larval ein reduzierter Zentral Komplex existiert, der dennoch funktional ist, und zusätzlich, dass der Organismus durch RNA Interferenz sehr leicht genetisch manipulierbar ist. Daher wurde Tribolium als Organismus gewählt, um ein System zu entwickeln das eine genetische Analyse der Gehirnentwicklung in Insekten ermöglicht. Zunächst wurden transgene Reporterlinien generiert, die eine Studie der embryonalen Gehirnentwicklung unterstützten. In einer Linie wurden gliale Zellen partiell mit der Expression des Reportergens turboGFP (tGFP) markiert. Diese Expression wurde durch die Kombination des Reportergens mit der regulatorischen Region des Gens Tc-reversed polarity forciert. Ein weiterer Ansatzpunkt war die Verfolgung der Entwicklung von Neuroblasten. Dazu wurden einzelne regulatorische Regionen der Gene Tc-six3 und Tc-rx gewählt, die in Kombination mit den Reportergenen tGFP und DsRedExpress, die Entwicklung bis hin zur vollständigen Struktur im larvalen Gehirn visualisierbar machen sollten. Die generierten transgenen Tiere wurden hinsichtlich der Reportergensignale embryonal per in situ Hybridisierungen als auch larval mittels Fluoreszenzanalysen untersucht. Dabei konnten zwei Linie identifiziert werden, deren Signal im larvalen Gehirn interessante weiterführende Studien zuließen. Im Bezug auf transgene Tiere, wurden schließlich bereits existierende Linien auf ihre gewebsspezifische Expression hin analysiert. Dabei konnte identifiziert werden, dass das Promotorkonstrukt 6xP3 spezifische Expression in glialen Zellen treibt, während eine weitere Linie, die im GEKU-Screen entdeckt wurde, spezifisch Expression von eGFP in den larvalen Pilzkörpern treibt. Diese beiden Linien wurden anschließend genutzt, um die Funktionen der Gene Tc-rx, Tc-chx und Tc-six3 in Hinblick auf die Entwicklung des larvalen Zentralkomplexe zu ermitteln. Schließlich wurde mit dieser Arbeit ein Grundstein für die genetische Analysen des larvalen Tribolium Gehirns gelegt. de
dc.format.mimetype application/pdf de
dc.language.iso eng de
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/ de
dc.title Functional analysis of embryonic brain development in Tribolium castaneum de
dc.type doctoralThesis de
dc.title.translated Funktionale Analyse zur embryonalen Gehirnentwicklung in Tribolium castaneum de
dc.contributor.referee Bucher, Gregor Prof. Dr. de
dc.date.examination 2011-08-22 de
dc.subject.dnb 570 Biowissenschaften, Biologie de
dc.description.abstracteng The brain is one of the most complex organs in animals. It allows the coordination of complex operations like orientation and directed movements. In insects, a structure in the brain has been identified that represents the superordinate center where such operations are processed. This center is called the Central Complex and encompasses five different subneuropilar structures in the adult insect brain. In Schistocerca embryos and Drosophila pupae, the respective progenitor cells, so called neuroblasts, were identified. However, only little is known about the molecular genetic background that enables the formation of the Central Complex. Respective embryonic genetic studies are not possible in Drosophila, since the Central Complex develops later during larval stages. In contrast, Tribolium castaneum larvae form a reduced Central Complex during embryogenesis which is easily accessible for genetic functional studies. Therefore, Tribolium was chosen to establish a new system to´investigate embryonic insect brain development. As a prerequisite for this aim, transgenic reporter lines were established, that allow studies of brain development in Tribolium castaneum. A transgenic line, where the regulatory regions of the Tribolium homologue to reversed polarity drives the reporter gene tGFP, was generated (reg. Tc-repo::tGFP). This line `reg. Tc-repo::tGFP´ appears to mark a subset of glial cells in the larval brain. Additionally, transgenic reporter lines, which should enable tracing of neuroblast development from the onset to the respective fully developed structure in the brain were generated. For this, various putative regulatory regions of the genes Tc-six3 and Tc-rx were used to drive the reporter genes tGFP and DsRedExpress, respectively. The resulting transgenic lines where analyzed regarding embryonic expression as well as larval fluorescence patterns of the respective reporter genes. Thereby two lines were identified, which will be useful to study the development of a certain lineage. Furthermore, existing lines were characterized regarding their larval brain expression pattern. The promotor 6xP3 was shown to mark glial cells. Another line was shown to mark neural cells. Finally, a `Mushroom Body´ line derived from the GEKU screen marks the Mushroom Body neuropile. These lines were used in the second part of this work, where candidate genes were tested for a role in embryonic Central Complex formation in Tribolium. These analyses revealed that the genes Tc-rx, Tc-chx, and Tc-six3 play important roles in different steps of the larval brain midline specification and Central Complex development in Tribolium. Taken together, valuable tools, which allow investigations of the complex genetic network, which is needed for embryonic brain development in Tribolium castaneum were established in this work. Further, this system will allow identification of genes and studies of their function in embryonic Central Complex formation in Tribolium. This is especially valuable, since the Central Complex develops only at later stages in Drosophila. de
dc.contributor.coReferee Wimmer, Ernst A. Prof. Dr. de
dc.subject.topic Biology (incl. Psychology) de
dc.subject.ger embryonale Entwicklung des Insekten Gehirn de
dc.subject.ger Zentralkomplex de
dc.subject.ger RNAi de
dc.subject.ger in vivo Visualisierung de
dc.subject.ger Tc-otd1 de
dc.subject.ger Tc-six3 de
dc.subject.ger Tc-chx de
dc.subject.ger Tc-rx de
dc.subject.eng embryonic development of the insect brain de
dc.subject.eng central complex de
dc.subject.eng RNAi de
dc.subject.eng in vivo imaging de
dc.subject.eng Tc-otd1 de
dc.subject.eng Tc-six3 de
dc.subject.eng Tc-chx de
dc.subject.eng Tc-rx de
dc.subject.bk Biologie de
dc.identifier.urn urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-3121-1 de
dc.identifier.purl webdoc-3121 de
dc.affiliation.institute Biologische Fakultät inkl. Psychologie de
dc.subject.gokfull Entwicklungsbiologie de
dc.identifier.ppn 684322382 de

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