{"id":{"repo_id":"freiburg-diss","oai_identifier":"oai:freidok.uni-freiburg.de:2496"},"canonical_url":"https://search.dev.ndltd.org/etd/freiburg-diss/oai:freidok.uni-freiburg.de:2496","repository":{"repo_id":"freiburg-diss","name":"University of Freiburg","base_url":"https://freidok.uni-freiburg.de/oai/oai2.php"},"display":{"title":"Eine Studie zur Segmentidentität des paraxialen Mesoderms bei Vogelembryonen : alle Zellen eines Somiten enthalten dieselben Informationen zur Segmentidentität","abstract":"Somiten sind segmental angeordnete Blöcke des paraxialen Mesoderms, die sich beiderseits der Axialorgane im jungen Embryo befinden. Durch ihre dorso-ventrale Kompartimentierung entstehen das dorsale Dermomyotom und das ventrale Sklerotom. Während das Dermomyotom das Baumaterial für die Bildung der Muskeln, der Rückenhaut, der Gefäße und des Scapula-Körpers liefert, gehen aus dem Sklerotom der Hinterhauptsknochen, die Wirbel und die Rippen hervor. Die Individualität jedes definitiven Wirbels wird als Segmentidentität bezeichnet. Diese Segmentidentität wird in den Somiten durch den Hox-Code festgelegt und führt zur segmentspezifischen Entwicklung der Wirbel. Es wird der Frage nachgegangen, ob alle Zellen eines epithelialen Somiten identische Informationen zur Segmentidentität besitzen. Dafür wurden an 2 Tage alten Embryonen verschiedene Transplantationen durchgeführt, wobei Segmentplattenabschnitte und epitheliale Somiten aus der prospektiven Thoraxregion um 180° um die Längsachse rotiert und in die Halsregion implantiert wurden. Weiterhin wurden dorsale Somitenhälften des Hühnchens durch ventrale Somitenhälften der Wachtel ersetzt und umgekehrt. Es erfolgte die Analyse des knorpeligen Skeletts und der Hox-Genexpression des Wirtsembryos. Die normale Hox-Genexpression der Somitenhälften wurde mittels in situ-Hybridisierung und Echtzeit-PCR untersucht. Die Ergebnisse lassen sich, wie folgt, zusammenfassen: 1) Ektopische Bildungen von Rippen- und Scapulaabschnitten nach den verschiedenen Transplantationsserien zeigen, dass alle Zellen eines epithelialen Somiten identische Informationen zur Segmentidentität enthalten, die bereits vor der Somitenbildung festgelegt werden. 2) Die ergebnisse der in situ-Hybridisierung und die quantitative Bestimmung der Hox-Genexpression mittels der Echtzeit-PCR zeigen eine räumlich-zeitliche Abfolge des Hox-Genexpressionsmusters in den sich entwickelnden Somiten. Ihre Expression beginnt zunächst in der dorsalen Hälfte des epithelialen Somiten bevor sie in die ventrale Hälfte fortschreitet. Danach nimmt diese Expression im Dermomyotom ab und wird im Sklerotom verstärkt. Daraus wird der Schluß gezogen, dass die Hox-Gene identische Informationen zur Segmentidentität in allen Zellen des epithelialen Somiten vermitteln, obwohl sie in den Segmentabschnitten in einer räumlichen und zeitlichen Abfolge exprimiert werden.","abstract_html":"Somiten sind segmental angeordnete Blöcke des paraxialen Mesoderms, die sich beiderseits der Axialorgane im jungen Embryo befinden. Durch ihre dorso-ventrale Kompartimentierung entstehen das dorsale Dermomyotom und das ventrale Sklerotom. Während das Dermomyotom das Baumaterial für die Bildung der Muskeln, der Rückenhaut, der Gefäße und des Scapula-Körpers liefert, gehen aus dem Sklerotom der Hinterhauptsknochen, die Wirbel und die Rippen hervor. Die Individualität jedes definitiven Wirbels wird als Segmentidentität bezeichnet. Diese Segmentidentität wird in den Somiten durch den Hox-Code festgelegt und führt zur segmentspezifischen Entwicklung der Wirbel. Es wird der Frage nachgegangen, ob alle Zellen eines epithelialen Somiten identische Informationen zur Segmentidentität besitzen. Dafür wurden an 2 Tage alten Embryonen verschiedene Transplantationen durchgeführt, wobei Segmentplattenabschnitte und epitheliale Somiten aus der prospektiven Thoraxregion um 180° um die Längsachse rotiert und in die Halsregion implantiert wurden. Weiterhin wurden dorsale Somitenhälften des Hühnchens durch ventrale Somitenhälften der Wachtel ersetzt und umgekehrt. Es erfolgte die Analyse des knorpeligen Skeletts und der Hox-Genexpression des Wirtsembryos. Die normale Hox-Genexpression der Somitenhälften wurde mittels in situ-Hybridisierung und Echtzeit-PCR untersucht. Die Ergebnisse lassen sich, wie folgt, zusammenfassen: 1) Ektopische Bildungen von Rippen- und Scapulaabschnitten nach den verschiedenen Transplantationsserien zeigen, dass alle Zellen eines epithelialen Somiten identische Informationen zur Segmentidentität enthalten, die bereits vor der Somitenbildung festgelegt werden. 2) Die ergebnisse der in situ-Hybridisierung und die quantitative Bestimmung der Hox-Genexpression mittels der Echtzeit-PCR zeigen eine räumlich-zeitliche Abfolge des Hox-Genexpressionsmusters in den sich entwickelnden Somiten. Ihre Expression beginnt zunächst in der dorsalen Hälfte des epithelialen Somiten bevor sie in die ventrale Hälfte fortschreitet. Danach nimmt diese Expression im Dermomyotom ab und wird im Sklerotom verstärkt. 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Weiterhin wurden dorsale Somitenhälften des Hühnchens durch ventrale Somitenhälften der Wachtel ersetzt und umgekehrt. Es erfolgte die Analyse des knorpeligen Skeletts und der Hox-Genexpression des Wirtsembryos. Die normale Hox-Genexpression der Somitenhälften wurde mittels in situ-Hybridisierung und Echtzeit-PCR untersucht. Die Ergebnisse lassen sich, wie folgt, zusammenfassen: 1) Ektopische Bildungen von Rippen- und Scapulaabschnitten nach den verschiedenen Transplantationsserien zeigen, dass alle Zellen eines epithelialen Somiten identische Informationen zur Segmentidentität enthalten, die bereits vor der Somitenbildung festgelegt werden. 2) Die ergebnisse der in situ-Hybridisierung und die quantitative Bestimmung der Hox-Genexpression mittels der Echtzeit-PCR zeigen eine räumlich-zeitliche Abfolge des Hox-Genexpressionsmusters in den sich entwickelnden Somiten. Ihre Expression beginnt zunächst in der dorsalen Hälfte des epithelialen Somiten bevor sie in die ventrale Hälfte fortschreitet. Danach nimmt diese Expression im Dermomyotom ab und wird im Sklerotom verstärkt. Daraus wird der Schluß gezogen, dass die Hox-Gene identische Informationen zur Segmentidentität in allen Zellen des epithelialen Somiten vermitteln, obwohl sie in den Segmentabschnitten in einer räumlichen und zeitlichen Abfolge exprimiert werden.","Somites are segmental organized blocks of the paraxial mesoderm, which are found in both sides of the axial organs i.e. the notochord and the neural tube.The epithelial somites mature dividing into a dorsal epithelial dermomyotom, which gives rise to skeletal muscles, dermis and the scapula, and into a ventral sclerotome, which gives rise to vertebrae and ribs. The individuality of every vertebrae is called segmentidentity. The segmental identity of each somite is specified by positional information, based on the Hox-code. It has been shown that following experimental rotation of presomitic mesoderm or newly formed somites, paraxial mesodermal cells adapt to the altered signaling environment and differenciate according to their new orientation. In contrast, presomitic mesoderm or newly formed somites transplanted to different segmental levels keep their primordial segmental identity and form ectopic structures according to their original position.To determine whether all cells of a segment, including the dorsal and ventral compartment, share the same segmental identity, presomitic mesoderm or newly formed somites were rotated and transplanted from thoracic to cervical level. The grafts were done using 2-days-old embryos, either of chick or by using chick-quail-chimeras. The analysis of the expression pattern of the Hox-genes in the somitehalves was performed using in situ-hybridisation and realtime-PCR. These experiments show that cells from all compartments of a segment are able to interpret extrinsic local signals correctly, but form structures according to their positional information and maintain their original Hox-expression. Furthermore the results of in situ-hybrisation and the quantitative analysis of the Hox-genexpression using Realtime-PCR show a spatio-to-temporal Hox-gene-expressionpattern in the youngest somites. The expression first begins in the dorsal half of epithelialised somites and then progresses in the ventral Half. Later on this expression seems to be downregulated in the dermomyotome. 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Weiterhin wurden dorsale Somitenhälften des Hühnchens durch ventrale Somitenhälften der Wachtel ersetzt und umgekehrt. Es erfolgte die Analyse des knorpeligen Skeletts und der Hox-Genexpression des Wirtsembryos. Die normale Hox-Genexpression der Somitenhälften wurde mittels in situ-Hybridisierung und Echtzeit-PCR untersucht. Die Ergebnisse lassen sich, wie folgt, zusammenfassen: 1) Ektopische Bildungen von Rippen- und Scapulaabschnitten nach den verschiedenen Transplantationsserien zeigen, dass alle Zellen eines epithelialen Somiten identische Informationen zur Segmentidentität enthalten, die bereits vor der Somitenbildung festgelegt werden. 2) Die ergebnisse der in situ-Hybridisierung und die quantitative Bestimmung der Hox-Genexpression mittels der Echtzeit-PCR zeigen eine räumlich-zeitliche Abfolge des Hox-Genexpressionsmusters in den sich entwickelnden Somiten. 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These experiments show that cells from all compartments of a segment are able to interpret extrinsic local signals correctly, but form structures according to their positional information and maintain their original Hox-expression. Furthermore the results of in situ-hybrisation and the quantitative analysis of the Hox-genexpression using Realtime-PCR show a spatio-to-temporal Hox-gene-expressionpattern in the youngest somites. The expression first begins in the dorsal half of epithelialised somites and then progresses in the ventral Half. Later on this expression seems to be downregulated in the dermomyotome. 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