Proliferation, Determination, Fusion und Zellmigration zur Etablierung der Muskulatur des männlichen Reproduktionstraktes

• Antragstellerin: Professorin Dr. Renate Renkawitz-Pohl
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsbiologie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 237549245

Ziel ist es, zu verstehen, wie ein komplexes Organ aus verschiedenen Primordien entsteht, eine Frage von genereller Relevanz. Die Differenzierung des männlichen Reproduktionstraktes ist ein experimentell exzellent, mit verschiedenen Methoden zugängliches System, um zu analysieren, wie Myoblasten mit ihrer zellulären Umgebung kommunizieren und wie dies die Differenzierung beeinflusst. Die somatischen Teile des Reproduktionstrakts stammen von der Genitalscheibe und den dort akkumulierten Stammzellen für Myoblasten (Adepithelilale Zellen). Unsere Vorarbeiten zeigen ungewöhnliche, mononukleäre, gestreifte und multinukleäre, glatte Muskeln. Diese Muskeln entwickeln sich während der Metamorphose zunächst auf der Gentialscheibe koordiniert mit anderen somatischen Teilen des Reproduktionstraktes und Signalen z. B. vom Testis. Wir identifizierten eine Reihe von in vivo-Markern, in vivo-Assays wie RNAi-vermittelter Funktionsverlust und per Injektion von Enzym-Inhibitoren in Puppen und in vitro-Organ-Kulturen. Gegenstand dieses Projektes ist in zeitlicher und räumlicher Auflösung folgende Aspekte zu analysieren 1) die Determination von Myoblasten und Entstehung von multinukleären Myotuben und 2) Signalkaskaden und deren Bedeutung von F-Aktin für die Migration von Myoblasten/Myotuben.Zum einen analysieren wir, wie Myoblasten für distinkte Organteile determiniert werden sowie wann, wo und wie multinukleäre Myotuben entstehen. Wir wollen neue Myogenese relevante Gene durch Transkriptom-Analysen von verschiedenen Entwicklungstadien identifizieren. Myoblasten werden wir dazu mit mCD8 markieren und mit magnetic beads mit anti-mCD8 von den anderen Zellen der Genitalimaginalscheibe trennen. Kandidatengene werden wir hier bezüglich ihrer Relevanz für Determination von Myoblasten und Entstehung von multinukleären Myotuben analysieren. Zum zweiten addressieren wir den Mechanismus der Migration. Wir analysieren, welche Signalkaskaden die Myoblasten/Myotuben von der Genitalscheibe zu den einzelnen Teilen des Reproduktionstraktes leiten und welche Rolle F-Aktin dabei spielt. Hierzu setzen wir Inhibitoren und Aktivatoren von Signalketten in vivo ein und/oder unsere große Sammlung von hypomorphen Allelen sowie konstitutiv aktive und dominant negative Versionen von Proteinen aus Signalketten und F-Aktin Regulatoren. Unsere Transkriptom-Daten durchmustern wir nach F-Aktin-Regulatoren und Kandidaten, die F-Actin Modifikationen in Koordination mit relevanten Komponenten von Signalkaskaden induzieren. Methoden: Transkriptom von Myoblasten; genetische Ansätze: Transgene Drosophilae (Protein:Trap; UAS/GAL4-System, GAL80ts, Lifeact-eGFP, Reporter-, Genfusionen, RNAi) und hypomorphe oder Temperatur-sensitive Allele, GFP und RFP-Marker, Inhibitoren, Replikation-Marker in vivo).

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen