Molekulare und morphogenetische Untersuchung der Ausbildung der Körperachsen in der Spinne Parasteatoda tepidariorum

• Antragsteller: Dr. Matthias Pechmann
• Fachliche Zuordnung: Evolutionäre Zell- und Entwicklungsbiologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 422268363

Cheliceraten gehören zu der Tiergruppe mit den zweitmeisten Arten auf diesem Planeten. Zu ihnen zählen Pfeilschwanzkrebse, Asselspinnen und Spinnentiere (z.B. Spinnen und Skorpione). Die erste Körperachse, die bei den Cheliceraten während der Embryonalentwicklung ausgebildet wird, ist die anteroposteriore Achse. Dieser Prozess führt zur Bildung einer radiar symmetrischen Keimscheibe. Eine spezialisierte Gruppe von Zellen (der Cumulus) durchbricht im Anschluss die radiäre Symmetrie der Keimscheibe und leitet die Ausbildung der dorsoventralen Körperachse ein. Der Cumulus fungiert dabei als organisierendes Zentrum und die ektopische Transplantation des Cumulus ist in der Lage eine sekundäre Achse zu induzieren. Interessanterweise gibt es auch bei Wirbeltieren organisierende Zentren (unter anderem bekannt als Spemann Organisator) und auch diese sind in der Lage die Ausbildung einer sekundären Achse einzuleiten. Dabei agiert sowohl der Spinnen- als auch der Wirbeltier-Organisator durch den BMP Signalweg. Die Gewächshausspinne Parasteatoda tepidariorum gehört zu dem am besten etablierten Cheliceraten Modell-Systemen. Obwohl in dieser Spinnenart einige Aspekte der Achsendetermination und Musterbildung bereits untersucht wurden, sind noch wichtige Fragestellungen offen. Noch ist unbekannt, welches Signal an der Ausbildung der anterioren-posterioren Körperachse beteiligt ist. Außerdem ist unklar wie sich der Cumulus bildet und welche Faktoren an dessen Ausbildung beteiligt sind. Durch Zellmarkierungstechniken, Next-Generation-Sequencing, Live Imaging und die Regulierung von Genen werden wir die Achsenausbildung und die morphogenetischen Prozesse, die während der Cumulus-Ausbildung ablaufen, analysieren. Die erzielten Ergebnisse werden dabei helfen, die Etablierung der Körperachsen und die Morphogenese bei Tieren besser verstehen und vergleichen zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen