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Titel:Die Determination der Founder- und fusionskompetenten Zellen des viszeralen Mesoderms von Drosophila melanogaster ist abhängig von Notch sowie Jeb/Alk vermitteltem RTK-Signalweg
Autor:Stute, Christiana
Weitere Beteiligte: Renkawitz-Pohl, Renate (Prof.)
Erscheinungsjahr:2004
URI:http://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2004/0647
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2004-06479
DOI: https://doi.org/10.17192/z2004.0647
DDC: Biowissenschaften, Biologie
Titel(trans.):The determination of the founder and fusion competent myoblasts of the visceral mesoderm of Drosophila melanogaster depends on Notch as well as on Jeb/Alk mediated RTK-signalling

Dokument

Schlagwörter:
Gen notch, Receptor tyrosin kinase, Drosophila, Visceral mesoderm, Mesoderm, Notch, Rezeptor-Tyrosinkinasen, Drosophila, Viszerales Mesoderm

Zusammenfassung:
Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung von Faktoren, die zur Determination der Founder- und fusionskompetenten Zellen (FCMŽs) in der viszeralen Muskulatur von Drosophila melanogaster führen, sowie die Etablierung einer GAL4-Treiberlinie für die Expression in den FCMŽs. Als Vorraussetzung für die Generierung der FCM spezifischen GAL4-Treiberlinie wurde die Genkontrollregion von sticks and stones bestimmt. Um das volle Expressionsmuster zu bewirken sind 4,5 kb stromaufwärts des Transkriptionsstartes ausreichend, welche in einen neu generierten GAL4-Vektor ligiert wurden. Für die Untersuchung der Mechanismen, die an der Zell-Determination im viszeralen Mesoderm beteiligt sind, wurden zwei unterschiedlichen Ansätze gewählt. Zunächst sollten Analogien zum Determinationsprozeß in der somatischen Muskulatur analysiert werden. Hier ist vor allem Notch, mit dem Prozeß der lateralen Inhibition, wichtig für die Selektion der Vorläuferzellen, aus einer Gruppe von Lethal of scute exprimierenden Zellen. Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Analysen zeigen, daß Notch auch im viszeralen Mesoderm in der Determination der Founderzellen involviert ist. Ebenso scheint Lethal of scute für diesen Prozeß wichtig zu sein, wie durch RNAi-Experimente und Mutanten Analyse gezeigt werden konnte. Andere Komponenten, die am Prozeß der lateralen Inhibition beteiligt sind, haben keinen Einfluß auf den Determinationsprozeß in der viszeralen Muskulatur. Notch scheint daher im viszeralen Mesoderm über einen alternativen Signalweg zu wirken. Des weiteren wurde eine Kollektion EMS-mutagenisierter Fliegen durchgemustert, um Faktoren zu identifizieren, die einen Defekt in der viszeralen Muskulatur aufweisen. Hierdurch wurden acht Mutanten identifiziert, die sich in drei Gruppen einteilen lassen. Bei der ersten Gruppe besteht das viszerale Mesoderm nur aus FCMŽs und ist nach dem Stadium 11 nicht mehr zu detektieren. Bei der zweiten Gruppe wird das viszerale Mesoderm zunächst normal ausgebildet, es umschließt dann aber nicht den Mitteldarm. Die dritte Gruppe bildet kein viszerales Mesoderm aus. Genetische Analysen der zwei Mutanten der ersten Gruppe zeigten, daß sie neue Allele des vom somatischen Mesoderm sekretierten Faktors Jelly belly und der im viszeralen Mesoderm exprimierten Rezeptor Tyrosin Kinase Alk sind, deren Zusammenwirken im gleichen Signalweg gezeigt werden konnte. Die beiden Mutanten weisen, neben den fehlenden Founderzellen in der viszeralen Muskulatur, einen spezifischen Verlust der FCMŽs in der somatischen Muskulatur auf. Dieser Verlust wird allerdings durch die normal differenzierten FCMŽs des viszeralen Mesoderms wieder ausgeglichen. Der neu identifizierte Alk vermittelte Jeb-Signalweg ist also für die Determination der Founderzellen in der viszeralen, sowie der FCMŽs in der somatischen Muskulatur essentiell.

Summary:
The aim of this dissertation was to analyse factors that are involved in the determination of the founder and fusion competent myoblasts (FCM) in the visceral mesoderm of Drosophila melanogaster as well as to establish a GAL4-driver line for the expression in the FCM. As a prerequisite for the establishment of the GAL4-driver line the promoter region of sticks and stones was analysed. A fragment of 4.5 kb upstream of the transcription start site of sns was found to be sufficient to get the full expression pattern. This fragment was ligated in a newly generated GAL4-vector. To analyse the mechanisms that are involved in the cell determination in the visceral mesoderm two different approaches were undertaken. First, it was investigated if the processes that are involved in the determination in the somatic mesoderm also play a role in the visceral mesoderm. In the former Notch is mainly involved in the selection of the muscle precursor cells from a group of lethal of scute expressing cells in a process called lateral inhibition. The obtained results show that also in the visceral mesoderm Notch is involved in the determination of the founder cells. Furthermore, lethal of scute seems to be important for this process, as shown by RNAi experiments and analysis of mutants. Other factors that are known to be involved in the precursor selection in the somatic mesoderm did not seem to have an effect in the visceral mesoderm. Therefore, Notch seems to act through an alternative pathway in this tissue. Secondly, a collection of EMS-mutagenised flies was screened to obtain new factors that are involved in the development of the visceral mesoderm. Hereby eight mutants were identified which can be subdivided into three groups. In mutants of the first group the visceral mesoderm consists only of FCM and is no longer detectable after stage 11. The mutants of the second group establish a normal band of the visceral mesoderm in stage 11, but later on it does not surround the midgut. In the mutants of the third group no visceral mesoderm is detectable at any stage. Genetic analysis of the mutants of the first group showed that they are new allels of Jelly belly, which is secreted from the somatic mesoderm and the Receptor Tyrosin Kinase Alk, which is expressed in the visceral mesoderm. It could be shown that Jelly belly and Alk act together in the same pathway. In addition to the loss of founder cells in the visceral mesoderm both mutants showed a specific loss of FCM in the somatic mesoderm. The lacking FCM were replaced by the FCM of the visceral mesoderm, which differentiated normally. The newly identified Alk-mediated Jeb-signalling pathway therefore seems responsible for the determination of the visceral founder and the somatic FCM.


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