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Einzeln oder im Verbund, was hält die Zellen im frühen Krallenfrosch-Embryo zusammen?

Beschreibung

Während der Embryonalentwicklung – also dem Prozess, bei dem aus einer einzelnen befruchteten Eizelle ein komplexer Organismus mit diversen Geweben und Organen entsteht – müssen die verschiedenen Zellen spezielle Differenzierungsschritte durchlaufen und ihr Verhalten miteinander koordinieren. Der dreidimensionale Körper eines Embryos mit seinen drei Hauptkörperachsen entsteht dabei durch hoch komplexes Wander- oder Deformationsverhalten einzelner Zellen oder ganzer Gruppen von Zellen in Form von Gewebe-Bewegungen. Um zu regulieren, ob und wie sich spezielle Zelltypen in Gruppen oder einzeln bewegen, müssen sie die Art, die genaue Lokalisation und die Intensität von Zell-Zell-Verbindungen präzise kontrollieren und synchronisieren.

Ein sehr prominentes Beispiel für solch komplexe Zellbewegungen ist der Prozess der Gastrulation im frühen Amphibien-Embryo, wenn die Körperachsen etabliert werden. Die Regulation von typischen Zell-Zell-Verbindungen oder Zell-Matrix-Verbindungen über Cadherine oder Integrine wird oft von kleinen GTPasen reguliert. Solche zelluläre „Switch-Moleküle“ sind in vielen Prozessen beteiligt, müssen aber sehr präzise kontrolliert werden. Um Adhäsion zu reduzieren, müssen die Adhäsions-Moleküle meist über Endozytose von der Zellmembran entfernt werden. Auch für diesen Prozess sind kleine GTPasen wichtig. Aber wo gibt es hierbei Überschneidungen in der Regulation? Sind solche Regulatoren auch an beiden Prozessen beteiligt oder beeinflussen beide Vorgänge parallel?

Um dies genauer zu beleuchten, sollen einige dieser kleinen GTPasen im Krallenfrosch-Embryo (Xenopus) durch Mikroinjektion molekular inhibiert werden (Knockdown-Strategie), um dann deren Notwendigkeit für die Gastrulation zu testen. Weiter soll in solch manipulierten Embryonen die Zelladhäsion direkt mittels fluoreszenz-basierter (Antikörper-)Techniken visualisiert und analysiert werden (Cadherine und Integrine). Die erhaltenen Erkenntnisse sollen dazu beitragen, die komplexe zeitliche und räumliche Regulation von Zell-Zell-Verhalten durch GTPasen besser zu verstehen und somit Erkenntnisse für die Gastrulation, aber auch für pathogenes Zellverhalten zu erlangen, wie zum Beispiel das invasive Wanderverhalten von sich ausbreitenden Tumorzellen.

Projektzeitraum
Sommersemester 2018
Bewerbungszeitraum
03. bis 10.04.2018
Durchführung
nach Absprache
Details zu Projektzeitraum und Durchführung

Das Projekt ist ab SS208 geplant. Da das Sommersemester etwas schneller rum ist und die Humboldt-Reloaded Tagung gleich im Oktober, müssten wir schauen wie lange wir Experimente machen können.

Es kann auch semesterbegleitend oder in der vorlesungsfreien Zeit oder in Kombination durchgeführt werden, je nach Interesse.

Wir sind dabei relativ flexibel und wir können das individuell absprechen.

Studienfach
Biologie
Betreuende
Dr. Philipp Vick
Institut
(Zoologie - Embryologie)
Sprache
deutsch
Teilnehmendenanzahl
min. 1, max. 2
Arbeitsaufwand
ca. 60 Stunden pro Teilnehmende:r | 2 ECTS-Punkte

Arbeitsaufwand (Stunden und ggf. ECTS) sind ungefähre Angaben. Die tatsächlich vergebenen ECTS-Punkte ergeben sich aus der tatsächlich geleisteten Arbeit.

 
Für dieses Projekt ist kein Motivationsschreiben des Studierenden erforderlich
Projektart
experimentell
Lernziele

Die Teilnehmende lernen in diesem Projekt:

  • Verstehen wissenschaftlicher Fragestellungen und Herangehensweisen

  • Erlernen molekularbiologischer und embryologischer Methoden

  • Einführung in die Laborarbeit unter Anweisung

  • Arbeiten mit dem Modellorganismus Xenopus im Labor

     

 

 

Anmerkungen für Studierende

Die genauen Zeiten und Dauer und Umfang sind aus meiner Sicht alles flexibel, machen wir so aus wie wir Lust haben.

Es geht theoretisch semesterbegleitend oder geblockt. Es wäre nur wichtig, das zumindest teilweise 2 Tage in Folge dabei sind, da sich Frosche leider in ihrer Entwicklung nicht nach uns richten - sie machen einfach weiter :-)