Regulation von Zellwachstum und Proliferation von neuralen Vorläuferzellen im Zentralhirn von Drosophila melanogaster durch die Proteinkinase Mbt und das nukleoläre Protein Mbm.

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Raabe
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsneurobiologie ; Entwicklungsbiologie ; Evolutionäre Zell- und Entwicklungsbiologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 264042185

Neurale Vorläuferzellen (Neuroblasten) im sich entwickelnden zentralen Nervensystem von Drosophila stellen ein wichtiges Modellsystem in der Stammzellbiologie dar, um Fragestellungen wie der Spezifizierung, der Linienanalyse oder Einflussnahme von extrinsischen und intrinsischen Faktoren auf das Proliferationsverhalten zu adressieren. Neuroblasten zeigen während der Entwicklung ein strikt kontrolliertes Proliferationsverhalten, das gekennzeichnet ist durch Subtyp-spezifischen Proliferations- und Ruhephasen und der sequentiellen Generierung der korrekten Zahl von unterschiedlich spezifizierten Neurone. Dabei spielen systemische und lokale Signale eine wichtige Rolle, um letztlich die koordinierte Gesamtentwicklung des Organismus zu gewährleisten. Darüber hinaus müssen Zell-intrinsische Informationen integriert werden, um Zellwachstum als entscheidende Voraussetzung für kontinuierliche Proliferation von Neuroblasten zu ermöglichen. Ausgangspunkt unserer Untersuchungen sind zwei Mutanten, mushroom bodies tiny (mbt) und mushroom body miniature (mbm). Phänotypisch bleibt in beiden Fällen die strukturelle Gesamtorganisation des Gehirns erhalten. Es kommt jedoch zu einer generellen Verkleinerung des Gehirns, wobei die Pilzkörper am Stärksten betroffen sind. Die Ursache des Phänotyps liegt jeweils in einer verringerten Proliferationsrate von Neuroblasten, die jedoch nicht auf eine fehlerhafte asymmetrische Teilung von Neuroblasten zurückzuführen ist, sondern auf einen Zellwachstumsdefekt. Im Fall der kortikal lokalisierten Proteinkinase Mbt liegt die wesentliche Zielsetzung in der Identifizierung von upstream Regulatoren und downstream Effektoren. Schwerpunkte dabei sind RhoGTPase vermittelte Signalwege und die Integration in die systemische Wachstumskontrolle. Für das nukleoläre Mbm Protein wollen wir die Funktion in der Ribosomenbiogenese aufklären. Ausgehend von der Regulation der mbm Expression durch Myc und der Phosphorylierung von Mbm durch die Proteinkinase CK2 könnte Mbm ein Integrationspunkt für systemische und Zell-intrinsische Wachstumssignale sein. Diese Fragestellung wollen wir mit Hilfe von genetischen und biochemischen Experimenten adressieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen