Mechanismen der embryonalen Kopfentwicklung von Drosophila melanogaster

In der Taufliege D. melanogaster unterscheiden sich die Mechanismen der Kopfsegmentierung entscheidend von denen der gut untersuchten Rumpfentwicklung, was sich vor allem durch das Fehlen der Aktivität von Paar-Regelgenen und homöotischen Selektorgenen auszeichnet. Aber obwohl angenommen werden muss, dass ein Großteil der Mechanismen der Kopfentwicklung phylogenetisch konserviert sind, konnten sie bisher in keinem Organismus aufgeklärt werden. Wir wollen diese Mechanismen auf molekularer Ebene analysieren, indem wir Transkriptionsfaktoren, die Schlüsselpositionen in der embryonalen Kopfsegmentierung innehalten, funktionell untersuchen. Da wir ein bestehendes Modell der Kopfentwicklung widerlegen konnten (Wimmer et al., 1997; Schöck et al., 2000), sollen unsere Anstrengungen zu einem neuen Modell führen. Unsere Untersuchungen an Kopf-spezifischen Genen stellen eine Kombination von gewebsspezifischer Expression und phänotypischer Heilung dar. Über die Aufdeckung der entwicklungsbiologischen Funktion dieser Gene hinaus, dienen die etablierten Expressionssysteme auch als in vivo Tests dafür, die Proteinfunktion der beteiligten Genprodukte zu analysieren. Die Identifikation von entscheidenden Proteindomänen und die Isolierung entsprechender Interaktionspartner wird zu einem besseren molekularen Verständnis der Mechanismen der Kopfsegmentierung beitragen. Durch den funktionellen Vergleich von homologen Genen verschiedener Vertebraten und Invertebraten Spezies können wir darüber hinaus aufzeigen, wie sich Gene im Laufe der Evolution molekular verändern, ohne dabei ihre Funktion einzubüßen bzw. dabei neue Funktionen hinzugewinnen.
Projektleitung:
Prof. Dr. Ernst A. Wimmer