Etablierung und Funktionen maternaler Proteingradienten im Tribolium-Blastoderm

• Applicant: Dr. Michael Schoppmeier
• Subject Area: Evolutionary Cell and Developmental Biology (Zoology)
• Term: from 2011 to 2016
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 206695508

Im Langkeimer Drosophila wirkt Bicoid als Morphogen entlang der anterior-posterioren Achse, wobei es neben seiner Funktion als Transkriptionsfaktor auch direkt die Translation der caudal mRNA inhibiert. Da bicoid aber erst in den höheren Dipteren aus einem Hox3/zen-ähnlichen Gen entstanden ist, stellt sich die Frage, wie in anderen Insekten blastodermale Positionsinformation generiert wird.Wir konnten zeigen, dass auch im Mehlkäfer Tribolium der CAUDAL Gradient durch Translationsrepression gebildet wird, wobei zwei Proteine als Regulatoren dienen, nämlich MEX-3 und ZEN-2. Vor allem die Beteiligung von ZEN-2 ist interessant, da sie vermuten lässt, dass die Fähigkeit an mRNA zu binden eine ursprüngliche Eigenschaft der HOX3/ZEN Homeodomäne sein könnte. Um diesen Aspekt der BICOID-Evolution zu verstehen, soll im ersten Projektteil untersucht werden, ob Tc-ZEN-2 tatsächlich direkt mit der caudal mRNA interagiert, oder ob es nur als Transkriptionsfaktor wirkt und die Caudal-Translation indirekt reguliert.Im zweiten Projektteil soll untersucht werden, inwiefern ZEN-1 und Orthodenticle in Tribolium konzentrationsabhängige Positionsinformation entlang der AP-Achse vermitteln, also BICOID-analoge Funktionen erfüllen. Hierzu sollen die Proteingradienten durch gezielte Missexpression der mRNAs manipuliert werden. Zu diesem Zweck soll der Promotor des anterior lokalisierten maternalen Faktors eagle zum Einsatz kommen.

• DFG Programme: Research Grants