Die retinale Stammzellnische als Integrator von Temperatur und Organwachstum: Vergleich der Grenzen der Robustheit der Entwicklung im Zebrabärbling und Medakafisch.

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Dorrity; Professor Dr. Joachim Wittbrodt
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Entwicklungsbiologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 557410503

Die Temperaturanpassung ist für poikilotherme Tiere wie Fische von entscheidender Bedeutung, denn jede Art hat sich so entwickelt, dass sie innerhalb eines bestimmten optimalen Temperaturbereichs wächst und gedeiht. Während höhere Temperaturen biologische Prozesse im Allgemeinen beschleunigen, bleibt die Koordination dieser Prozesse innerhalb artspezifischer Temperaturgrenzen robust. Ziel dieser Studie ist es, die molekularen Mechanismen aufzuklären, die der Temperaturanpassung und der Entwicklungsrobustheit in der retinalen Stammzellnische von Fischen zugrunde liegen. Wir werden eine vergleichende Analyse von zwei evolutionär entfernten Arten mit stark unterschiedlichen Temperaturtoleranzen durchführen: Zebrabärbling (Danio rerio, 25-33°C) und Japanischer Medaka (Oryzias latipes, 10-40°C). Wir werden uns auf die Stammzellnische der Netzhaut (ziliäre Randzone, CMZ) als Modellsystem konzentrieren und diese untersuchen mit Bezug auf: 1) Molekularen Mechanismen, die der Entwicklung Robustheit gegenüber Temperaturschwankungen verleihen (snRNA seq, Zebrabärbling vs Medaka); 2) Kritische Fehlerpunkte in Signalkaskaden, die zum Verlust der Entwicklungssynchronisation führen (experimentelle Validierung durch pharmakologische oder genetische Intervention); 3) Prozesse, die am widerstandsfähigsten gegenüber Temperaturschwankungen sind. Indem wir Embryonen systematisch steigenden Temperaturen aussetzen, werden wir die molekularen Reaktionen der retinalen Stammzellen bei der Koordination von Wachstum und Differenzierung analysieren. Dieser Ansatz wird Einblicke in artspezifische und allgemeine Mechanismen der Robustheit und Widerstandsfähigkeit in komplexen tierischen Systemen geben und eine bedeutende Lücke in unserem Verständnis der Temperaturanpassung in der Entwicklung schließen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen