Funktionelle Analysen AP-2-alpha-abhängiger Genexpression während der Embryonalentwicklung der Maus und Etablierung konditional-defizienter AP-2-alpha-Mauslinien

Dissertation / Doktorarbeit von Ralf Bauerndistel

Einleitung:

Zielsetzung dieser Arbeit war es, mittels einer Doppelstrategie die Rolle des Transkriptionsfaktors AP-2-alpha während der Embryonalentwicklung zu untersuchen. In einem ersten Ansatz untersuchte ich mit der Methode der whole-mount in situ-Hybridisierung die Expressionsmuster craniofazialer Markergene während der Organogenese der konstitutiven AP 2-alpha-Knockout-Mutante. In diesem Ansatz wurde Datenmaterial über die prinzipiellen Veränderungen der musterbildenden, genetischen Marker der AP-2-alpha-defizienten Maus erarbeitet. Dabei analysierte ich zuerst die genetischen Musterbildungsprozesse des zentralen Nervensystems unter besonderer Berücksichtigung des Organisationszentrums Mittel- / Hinterhirn-Grenze, des Isthmus.

Im folgenden untersuchte ich die Regionalisierungs- und Spezifizierungsprozesse des Hinterhirns selbst, das Ursprung der metameren Emigration der AP-2-alpha-positiven, cranialen Neuralleistenzellen ist. Weiterhin untersuchte ich die cranialen Neuralleistenzellen während der Migration in das craniale Mesenchym. Nachfolgend untersuchte ich die Prozesse der genetischen Musterbildung der fazialen Region. Dabei unterschied ich zwischen den initialen Induktionssignalen des Ektoderms und den regionalisierenden Markern des Ektomesenchyms und Mesenchyms.

Ausgehend von den erhaltenen Ergebnissen erarbeitete ich weitere Daten über morphologische Details der Knockout-Mutante und konnte so einige der phänotypischen Ausprägungen der AP-2-alpha-Defizienz mit Fehlexpressionen von Markergenen korrelieren.

In einem zweiten Ansatz klonierte ich einen Targetingvektor für die konditionale Inaktivierung des AP-2-alpha-Allels. Ziel war es, eine konditionale AP-2-alpha-Knockout-Mauslinie zu generieren, um die Fragestellungen der konstitutiven Mutante genauer untersuchen zu können. Dafür entwarf ich eine Klonierungsstrategie, die das Exon V des genomischen AP-2-alpha-Lokus mittels des Cre-LoxP-Systems konditional inaktivierbar machte. Nach Elektroporation des Targetingvektors und nach Selektion konnte ich erste ES-Zellklone isolieren und auf homologe Rekombination des Targetingvektors analysieren.

Die in dieser Arbeit dargestellten Daten geben zum ersten Mal einen umfassenden Überblick über die Veränderungen der Expressionen von Markergenen während der Embryonalentwicklung der konstitutiven AP-2-alpha-Knockout-Mausmutante in vivo. Bisherige Studien über die Zielgene der Transkriptionsfaktoren der AP-2-Genfamilie waren hauptsächlich in vitro-Studien. Ausgehend von den erarbeiteten Daten sind konditionaler Targetingvektor und eine konditional-defizienten AP-2-alpha-Knockout-Mauslinie wichtige Werkzeuge, um bisher offene und neu aufgeworfene Fragestellungen der konstitutiven Mutante genauer untersuchen zu können.

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