Molecular Mechanisms of Patterning the Limb Proximodistal Axis and Quantitative Studies Addressing its Scalability over Five-Fold Changes in Size.

• Antragstellerin: Professorin Elly Margaret Tanaka, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsbiologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 269024926

Wie Tiere während der Entwicklung Organe mustern und deren finale Größe festlegen, ist ein fundamentales Problem der Entwicklungszellbiologie, das auch für die Herstellung von Gewebe für regenerative Anwendungen relevant ist. Daher stellt die Gliedmaßenknospe von Wirbeltieren ein wichtiges Modell dar zur Untersuchung, wie ein angemessen proportionierter Oberarm mit Unterarm und Hand entlang der proximo-distalen (PD) Achse erreicht wird. Ein Konsensmodell existiert noch nicht. Die Gliedmaßenregeneration des Axolotls bietet einzigartige experimentelle Vorteile, um dieses Problem zu untersuchen. Die HOXA Gene werden während der Gliedmaßenregeneration immer in derselben Reihenfolge induziert wie während der Entwicklung, allerdings langsamer als in anderen Wirbeltieren, und unabhängig von der Größe der Tiere, die um das 5-fache variieren kann. Mittels Zelltransplantation, in vivo und ex vivo Perturbation der wichtigsten Signalwege und CRISPR-vermittelten Knock-out von neuartigen apikalen epithelialen Genen werden wir hier die bedeutendsten Modelle der Musterbildung in den Gliedmaßen untersuchen und die molekularen Mechanismen identifizieren, welche die Induktion von HOXA11 und HOXA13 steuern. Diese Information werden wir dann nutzen, um drei Hypothesen zu testen, wie die Musterung der Gliedmaßen über einen 5-fachen Größenunterschied skaliert wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen