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Locally generated forces within an epithelium: how do they affect the morphogenesis and planar cell polarity?

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Erforschung der Flügelentwicklung bei der Fruchtfliege

Europäische Forscher untersuchten die Entwicklung des Flügelgelenks bei Drosophila und konzentrierten sich dabei auf die Rolle externer Kräfte bei der Regeneration des Epithels.

Gesundheit

Drosophila melanogaster, auch bekannt als Fruchtfliege, ist ein idealer Modellorganismus, an dem sich biologische Prozesse gut untersuchen lassen. Allerdings sind trotz umfassender Forschungen bestimmte Entwicklungsprozesse noch nicht hinreichend geklärt. Das EU-finanzierte Projekt DROSOFORCEOLARITY (Locally generated forces within an epithelium: how do they affect the morphogenesis and planar cell polarity?) befasste sich mit der Flügelentwicklung und optimierte hochauflösende In-vivo-Bildgebungsverfahren des Drosophila-Flügels auf zellulärer Ebene. Untersucht wurden zelluläre Mechanismen der Musterbildung am Gelenk, d.h. der Flügel und Thorax verbindenden Region. Insbesondere sollte geklärt werden, auf welche Weise genau durch Kontraktion einzelner Zellen in Flügelgelenk und Imaginalscheibe das Epithel umgebaut wird. Projektschwerpunkt war die Rolle von Proteinen für planare Zellpolarität bei der Generierung von und/oder Antwort auf örtlich begrenzte Kräfte. Weiterhin sollte die Hypothese geprüft werden, dass durch Gelenkkontraktionen initiierte externe Zugspannung Konvergenz-Extensionsbewegungen bewirken. Den Ergebnissen zufolge reflektieren die apikale Oberfläche sowie die zelluläre Elongation die progressive Musterbildung des Gelenks in der Entwicklungsphase. Weiterhin sind Gene, die auf dem zweiten Chromosom von Drosophila lokalisiert sind, an der Musterbildung beteiligt. In biophysikalischen Versuchen am Gelenk wurde mittels Laserschnitten Zugspannung erzeugt, so dass der Einfluss anisotropischer Kräfte auf das Gelenk ermittelt werden konnte. Die gemeinsamen Bemühungen von DROSOFORCEOLARITY werden das Verständnis von molekularen und zellulären morphogenetischen Mechanismen im Flügelepithel von Drosophila wesentlich erweitern. Weiterhin könnten die Erkenntnisse sich auch auf höhere Organismen anwenden lassen, vor allem im Hinblick auf Entwicklung und Umbau des Epithels.

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