dc.contributor.author
John, Anita
dc.date.accessioned
2018-06-08T01:03:05Z
dc.date.available
2009-02-27T11:23:10.746Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/12874
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-17072
dc.description
1 EINLEITUNG
....................................................................................................
5 1.1 Das
Rückenmark......................................................................................................6
1.2 Die Entwicklung des
Rückenmarks........................................................................7
1.2.1 Die Differenzierung der Neurone des dorsalen Horns
..........................................................7 1.2.2 Die
neuronale Morphogenese und ihre
Regulation...............................................................9 1.3
Etablierung neuronaler Konnektivität im Rückenmark
.......................................11 1.4 Der Zinkfinger-
Transkriptionsfaktor
Bcl11a.........................................................13 1.5
Zielsetzung der Arbeit
...........................................................................................15
2 MATERIAL UND METHODEN
....................................................................... 17 2.1
Material
...................................................................................................................17
2.1.1 Laborausstattung
...................................................................................................................17
2.1.2
Mausstämme.........................................................................................................................17
2.1.3 Bakterienstämme
...................................................................................................................18
2.1.4
Plasmidvektoren....................................................................................................................18
2.1.5 RNA-Sonden für die in situ-Hybridisierungen
......................................................................18 2.1.6
Oligonukleotide
......................................................................................................................18
2.1.7 Antikörper
...............................................................................................................................19
2.2
Methoden................................................................................................................20
2.2.1 Molekularbiologische Methoden
...........................................................................................20
2.2.1.1 Präparation von Plasmid-DNA und DNA-Fragmenten
................................................20 2.2.1.2 Isolation von
genomischer DNA aus embryonalem Gewebe und Biopsien...............20 2.2.1.3
PCR................................................................................................................................21
2.2.1.4 Microarray-Expressionsanalyse
....................................................................................21
2.2.1.4.1 RNA-Isolation und
Aufreinigung.............................................................................21
2.2.1.4.2 cDNA-
Synthese.......................................................................................................22
2.2.1.4.3 In vitro-Transkription und Biotin-Markierung von
cRNA.......................................22 2.2.1.4.4 Microarray-
Hybridisierung
......................................................................................23
2.2.2 Bakterien- und Zellkultur
.......................................................................................................23
2.2.2.1
Bakterientransformation.................................................................................................23
2.2.2.2 Kultur primärer neuronaler
Zellen..................................................................................23
2.2.2.2.1 Kultur dorsaler Neurone des Rückenmarkes
........................................................24 2.2.2.2.2 Kultur
und Transfektion neuronaler Zellen des
Hippocampus.............................24 2.2.3 Präparation von embryonalem
und postnatalem Mausgewebe .........................................24 2.2.4
Histologische Methoden
........................................................................................................25
2.2.4.1 Herstellung von Gewebeschnitten
................................................................................25
2.2.4.1.1
Vibratomschnitte......................................................................................................25
2.2.4.1.2 Gefrierschnitte
.........................................................................................................26
2.2.4.2 Golgi-Färbung von dorsalem
Rückenmarksgewebe....................................................26
2.2.4.3 DiI-Markierung von primären sensorischen Neuronen
................................................27 2.2.4.4 In situ-
Hybridisierungsmethoden...................................................................................27
2.2.4.4.1 In-vitro-Transkription und DIG-Markierung von RNA-Sonden
.............................27 2.2.4.4.2 In situ-Hybridisierungen auf
Gefrierschnitten........................................................28
2.2.4.5 Immunhistologie und
Immunzytologie...........................................................................29
2.2.4.5.1 Immunhistologie auf Gefrierschnitten und TUNEL-Analyse
................................29 2.2.4.5.2 Immunzytologie von neuronalen
Primärzellkulturen.............................................30 2.2.5
Datenanalyse
.........................................................................................................................30
2.2.5.1 Dokumentation histologischer Daten
............................................................................30
2.2.5.2 Bestimmung der Zellzahlen
...........................................................................................30
2.2.5.3 Quantifizierung mit Hilfe der Sholl-Analyse
..................................................................31 2.2.5.4
Statistik und Expressionsanalyse von
Microarrays......................................................31 3
ERGEBNISSE.................................................................................................33
3.1 Analyse der Expression von Bcl11a während der Entwicklung des
Rückenmarks.........................................................................................................
33 3.2 Konditionelle Mutagenese des Bcl11a-Lokus in der
Maus................................. 36 3.3 Analyse der neuronalen
Differenzierung im dorsalen Horn von Bcl11a- Mutanten
................................................................................................................
38 3.4 Die neuronale Morphogenese in den Bcl11a-
Mutanten...................................... 43 3.4.1 Primärzellkulturen
dorsaler spinaler Neurone
......................................................................45 3.4.2
Primärzellkulturen hippocampaler Neurone
.........................................................................47
3.4.3 Rescue Bcl11a-mutanter hippocampaler
Neurone..............................................................51 3.4.4
Transfektion von Bcl11a in hippocampale Wildtypneurone
................................................53 3.4.5 Untersuchung der
Morphologie der Pyramidenzellen in
vivo..............................................54 3.5 Projektionen primärer
sensorischer Neurone in das dorsale Horn ................... 56 3.5.1 Die
Projektionen primärer sensorischer Neurone in Brn4-Cre-rekombinierten Tieren
.....57 3.5.2 Axonale Projektionen und die neuronale Architektur in Ht-PA-Cre-
rekombinierten Tieren .....60 3.6 Identifizierung transkriptioneller Zielgene
von Bcl11a ....................................... 61 4
DISKUSSION..................................................................................................65
4.1 Neuronale Differenzierung im dorsalen
Horn...................................................... 65 4.2 Bcl11a ist
essentiell für die neuronale
Morphogenese....................................... 66 4.3 Bcl11a ist wichtig
für die Etablierung von neuronalen Schaltkreisen............... 69 4.4
Molekulare Mechanismen der Bcl11a-Funktion
.................................................. 73 4.5 Konservierte
Funktionen von Bcl11a im Nervensystem und im lymphatischen
System...................................................................................................................
75 4.6 Ist Bcl11a evolutionär konserviert?
..................................................................... 77 4.7
Ausblick
.................................................................................................................
79 5
ZUSAMMENFASSUNG..................................................................................83
6
SUMMARY......................................................................................................85
7
LITERATUR....................................................................................................87
8
ANHANG.......................................................................................................101
dc.description.abstract
Der Zinkfinger-Transkriptionsfaktor Bcl11a (Evi9, CTIP1) ist im lymphatischen
System und im Nervensystem exprimiert. Im lymphatischen System ist Bcl11a
essentiell für die Reifung von B-Zellen und die Differenzierung bestimmter
Typen von T-Zellen. Demgegenüber war die Funktion von Bcl11a während der
Entwicklung des Nervensystems bisher nur wenig verstanden. In dieser Arbeit
konnte ich zeigen, dass Bcl11a essentiell für die neuronale Differenzierung
ist. Die konditionelle Deletion von Bcl11a in der Maus zeigt, dass Bcl11a für
die späte Differenzierung der dorsalen Neurone des Rückenmarks benötigt wird.
Im dorsalen Horn der Bcl11a-Mutanten ist die Expression bestimmter
Neurotransmitter-Rezeptoren reduziert und die Morphologie der dorsalen Neurone
gestört. In vitro-Analysen in Primärzellkulturen zeigen, dass Bcl11a nicht nur
für die neuronale Morphogenese benötigt wird, sondern auch ausreichend ist, um
ein vermehrtes Auswachsen von Neuriten zu induzieren. Bcl11a ist im dorsalen
Horn wichtig für das Einwachsen von Axonen nocizeptiver Neurone und
beeinflusst deren Fähigkeit, korrekte synaptische Verschaltungen im Rückenmark
zu etablieren. In einer genomweiten Analyse zur Identifikation
transkriptioneller Zielgene von Bcl11a, konnten Gene identifiziert werden,
welche die Dynamik des Zytoskeletts regulieren, an der Neurotransmission
beteiligt sind und etablierte Funktionen während der axonalen Wegfindung von
Neuronen haben. Zusammengefasst zeigen diese Ergebnisse zum ersten Mal, dass
Bcl11a wesentliche Funktionen während der Entwicklung des Nervensystems
ausübt. Meine Untersuchungen deuten darauf hin, dass Bcl11a verschiedene
entwicklungsbiologische Prozesse orchestriert, die zur Etablierung von
funktionellen neuronalen Schaltkreisen führen.
de
dc.description.abstract
There is emerging evidence that transcription factors, which are functionally
involved in the development of the lymphatic system, also control important
steps in neuronal differentiation. The zinc finger transcription factor Bcl11a
(Evi9, CTIP1) is expressed in the nervous system as well as in lymphatic
tissues. Previously it was shown that Bcl11a is essential for normal lymphoid
development. Bcl11a null mice lack mature B-cells and the development of
several types of T-cells is impaired. This work demonstrates that Bcl11a is
essential for neuronal development as well. Conditional ablation in mice
revealed that Bcl11a is required for the late differentiation of dorsal spinal
neurons. In the dorsal horn Bcl11a mutant mice show reduced expression of
neurotransmitter receptors. Furthermore the morphology of mutant dorsal spinal
neurons is disturbed. Detailed analysis in primary cell cultures demonstrated
that Bcl11a is not only required but also sufficient to promote neuronal
morphogenesis. Moreover, nociceptive neurons depend on Bcl11a expression in
postsynaptic spinal target neurons to be able to grow into the dorsal horn and
to provide synaptic input. In a genome-wide screen for transcriptional targets
down-regulated in Bcl11a mutant spinal neurons I identified genes linked to
neurotransmission, the regulation of cytoskeletal dynamics, as well as
secreted factors with established functions in axonal guidance. Taken
together, the genetic analysis of Bcl11a mutants reveals, for the first time,
essential functions of this factor in the development of the central nervous
system. These data suggest that Bcl11a orchestrates different developmental
processes, which lead to the establishment of functional neuronal circuits.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
dorsales Rückenmark
dc.subject
neuronale Differenzierung
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie
dc.title
Funktionelle Analyse des Zinkfinger-Transkriptionsfaktors Bcl11a während der
Entwicklung des Rückenmarks in der Maus
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Stefan Britsch
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Fritz Rathjen
dc.date.accepted
2009-02-18
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000008714-5
dc.title.translated
Functional analysis of the zinc finger transcription factor Bcl11a during
spinal cord development in the mouse
en
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000008714
refubium.note.author
Leerseiten sind in der elektronischen Version nicht enthalten
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000005207
dcterms.accessRights.dnb
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