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Grenzen, die verbinden - Wie Stammzellnischen das wachsende Hinterhirn strukturieren

Beschreibung

Unser Gehirn ist ein wahres Meisterwerk der Ordnung: Milliarden von Nervenzellen sind mit millimetergenauer Präzision genau dort platziert, wo sie benötigt werden, damit unser Körper reibungslos funktionieren kann. Aber wie schafft es ein Embryo, aus einem zunächst gleichförmigen Zellhaufen ein so präzise strukturiertes Organ zu bilden?

Eine Antwort liegt in einem Grundprinzip der Embryonalentwicklung - der Segmentierung. Dabei wird das Gewebe in klar definierte Bereiche unterteilt, die sich später zu spezialisierten Strukturen entwickeln. Im Hinterhirn, das verschiedene komplexe physiologische Prozesse steuert, entstehen vorübergehend solche Bereiche, die ihre eigene „Identität“ haben - sogenannte Rhombomere.

Doch während das Gehirn wächst und sich die Zellen vermehren und spezialisieren, müssen die Grenzen zwischen den Rhombomeren erhalten bleiben. Nur so kann sich das Hinterhirn präzise strukturieren. Aber wie schafft es der Embryo, diese feinen Grenzen während des Wachstums aufrechtzuerhalten?

Hier kommen Stammzellnischen ins Spiel! Reservoirs undifferenzierter Zellen, die dafür bekannt sind, eine räumlich koordinierte Differenzierung und ein kontinuierliches Wachstum zu ermöglichen. Erste Beobachtungen im Modellorganismus Xenopus laevis (Afrikanischer Krallenfrosch) zeigen, dass Zellen an den Rhombomergrenzen nicht nur als physische Barrieren dienen, sondern auch als Stammzellnischen fungieren, die das Gleichgewicht zwischen Wachstum, Differenzierung und Ordnung aufrechterhalten. Störungen in diesen Stammzellnischen können dabei schwerwiegende neurologische Folgen haben.

In diesem Projekt wollen wir gemeinsam herausfinden, welche Mechanismen zur Aufrechterhaltung der Hinterhirnsegmentierung und der Stammzellnischen beitragen. Mithilfe verschiedener mikroskopischer und molekularbiologischer Methoden analysieren wir in Xenopus laevis-Kaulquappen, wie das embryonale Hinterhirn seine Grenzen bewahrt – und was passiert, wenn diese Ordnung gestört wird.

Projektzeitraum

Wintersemester 2025/2026

Bewerbungszeitraum

13. bis 27.10.2025

Durchführung

nach Absprache

Studienfach

Biologie

Betreuende

Valentina Trivigno

Institut

Institut für Biologie (190) (Zoologie)

Sprache

deutsch

Teilnehmendenanzahl

min. 1, max. 3

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:

• Verständnis grundlegender entwicklungsbiologischer Prinzipien
• Anwendung und Auswertung mikroskopischer und molekularbiologischer Techniken am Modellorganismus Xenopus laevis
• Planung und Durchführung experimenteller Ansätze 
• Interpretation und kritische Reflexion experimenteller Daten 

Anmerkungen für Studierende

Schlagworte

Stammzellen, Embryologie, Gehirn