Evolution von Körperachsenverlängerung und Gewebeausbreitung im Fliegenembryo

• Antragsteller: Professor Dr. Steffen Lemke
• Fachliche Zuordnung: Evolutionäre Zell- und Entwicklungsbiologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 437994272

Variationen im Körpergrundbauplan sind ein Kennzeichen der tierischen Artenvielfalt. In der Entwicklung wird der Körpergrundbauplan durch die Gastrulation angelegt. Dabei wird eine Ansammlung von einheitlichen Zellen in abgegrenzte Keimstreifen aufgeteilt, die sich dann durch räumlich beschränkte genetische Anweisungen weiter differenzieren. Wir wissen nicht, nach welchen Prinzipien sich dieser Prozess im Laufe der Evolution gewandelt hat, aber er erfordert offenbar die Koordination von verschiedenen Geweben. Wir postulieren, dass diese Koordination durch die Interaktion und Mechanik der beteiligten Gewebe erreicht wird. Um diese Hypothese zu testen, werden wir unterschiedliche Formen der Gastrulation innerhalb der Insektenordnung Diptera („echte“ Fliegen) untersuchen. Die Dipteren haben wir als experimentelles System etabliert, um die Evolution von Geweben und ihren Eigenschaften auf zellulärer Ebene zu untersuchen. Wir konzentrieren uns jetzt auf Neuerung und Koordination zweier unterschiedlicher Prozesse, die zusammen die Gastrulation in Fliegen und anderen Tieren nachhaltig beeinflussen: die Streckung des Embryos entlang seiner Hauptkörperachse, und die Bildung einer Hülle um Dotter/Embryo durch die Ausdehnung von extraembryonalem Gewebe. Wir werden untersuchen, wie die Streckung der Körperachse schneller wurde, wie die Hüllenbildung verloren ging, wie beide Änderungen die Entwicklung des Embryos innerhalb eines dotterreichen Eis beeinflusst haben. Durch unsere Untersuchungen gewinnen wir Einsichten zur Evolution früher Entwicklungsprogramme und klären, wie sich minimale molekulare Änderungen in fundamentaler Weise auf den Organismus auswirken.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen