Eine Studie zur Segmentidentität des paraxialen Mesoderms bei Vogelembryonen : alle Zellen eines Somiten enthalten dieselben Informationen zur Segmentidentität
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.
Wirbelsäulenentwicklung, Somiten, Huhn-Wachtel-Chimären, segmentidentity, Hox-genes
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