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RETINO-TEKTALE PROJEKTION Jacqueline Jonuschies. Entwicklung des Auges.

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Präsentation zum Thema: "RETINO-TEKTALE PROJEKTION Jacqueline Jonuschies. Entwicklung des Auges."—  Präsentation transkript:

1 RETINO-TEKTALE PROJEKTION Jacqueline Jonuschies

2 Entwicklung des Auges

3 Retino-tektale Projektion Kontralaterale Projektion

4 a)Lenkung der Axone über große Entfernungen b) Erkennung des visuellen Kortex/ Tektum c) genauere Zielerkennung d) Kontakte mit Dendriten/ Neuronen

5 Genauigkeit der Projektion Lenkungsmoleküle! 1.Kontaktvermittelt (Attraktion, Repulsion) 2.Chemovermittelt (Attraktion, Repulsion)

6 Signale ins Zellinnere (Rezeptoren auf Wachstumskegel) Umbau des Zytoskeletts Hin-/Abwenden/ Kollaps Liganden-/Rezeptorkonzentration entscheidend (Gradiententheorie, Sperry)

7

8 Eph A, Eph B: IG ähnliche Domäne hoch konservierte Cysteinreiche Region 2 FNIII Domänen Tyrosin Kinase Domäne In vielen entwicklungsbiologischen Prozessen involviert : topografische Karten Vorder-/ Hinterhirn Komissuren kontaktvermittelte, repulsive Faktoren für retinale AxoneEphrine

9 ephrine: GPI-Anker Eph-R: Transmembran- domäne

10 „Bidirectional signalling“  Phosphorylierung der Tyrosinreste bei Rezeptor UND Ligand  Signaltransduktion via MAP-, src-, FAK- Kinasen, Integrine, Rho GTPasen  Gleiche Signalwege, andere Richtung! Ephrine

11 Ephrin-Gradienten

12 Ephrin A Gradienten

13 (Ephrin A5 bindet 10x stärker als ephrin A2) Temporale Axone mit hoher Rezeptor- konzentration werden schon bei niedriger Ligandenkonzentration abgestoßen Stopp nicht weiter zum posterioren Pol: Stopp Nasale Axone mit niedriger Rezeptorkonz. nicht sensitiv genug gegenüber niedriger Ligandenkonz. im Tektum wachsen bis zum posterioren Pol

14 Knock-outs Ephrin A5 -/-, Ephrin A2 -/- : zerstörte Karte (besonders anterior-posterior) ABER: noch korrekte temporale Fasern weitere Lenkungsfaktoren! (ephrin A6)

15 RAGS (Drescher et. al 1995) = Repulsive Axon Guidance Signal in Tektum gefunden Ephrinen ähnlich, GPI verankert 25 kDa Glykoprotein (E6-E12) Gradient im posterioren Tektum a p Verursacht Kollaps des Wachstumskegels (Kollaps-Assay)

16 Stripe-assay Streifen-Assay: (in vitro) temporale Axone nur auf anterioren Membranstreifen GPI-Molekül RAGS in posteriorer Membran verursacht Kollaps

17 Stripe-assay

18

19 In-situ Hybridisierung: - RAGS mRNA in tieferen Zellschichten im Tektum - retinale Axone wachsen in oberen Schichten des Tektums - tiefe Schichten enthalten Radiale Gliazellen, Endfüßchen zur Oberfläche, enger Kontakt mit Axonen, RAGS zu Füßchen transportiert Temporale Axone kollabieren bei Kontakt mit Radialen Glia! - Gradient a p

20 Rekombinantes RAGS: - RAGS-transfektierte Zellen: Kollaps von nasalen und temporalen Axonen - Verdünnung der Konzentration: kein Unterschied zwischen nasalen und temporalen Axonen Lenkung durch Abstoßung, keine Diskriminierung andere Faktoren müssen beim nasotemporalen Lenkungsprozess mitwirken

21 Zusammenfassung RAGS = Homolog zu den Liganden für Eph Rezeptoren Im Tektum als Gradient a p expremiert GPI verankert Verursacht Abstoßung/ Kollaps von RGC Axonen Wichtige Rolle bei temporaler Axon-Lenkung

22 Astray/ robo 2 (Fricke et al. 2001) Roundabout Familie: wichtig für Axon Lenkung, von RGC expremiert, wenn Axone auswachsen Astray durch Mutationsanalyse in Zebrafisch

23 Zebrafisch: transparent, direkte Beobachtung der retino-tektalen Projektion Isolierung des Schlüssel-Gens astray 4 Allelen: ti272z te378 tl231 te284 Phenotyp immer ähnlich In vivo Studie rezessiv

24 ast - Phenotyp ast/ast Embryos zeigen Misprojektionen (ipsolateral, extratektale Ziele) Lat. Dor. wildtype te284 ti272z weakstrong contralateral ipsolateral

25 ast - Funktion Für Axon-Lenkung, besonders bei Kreuzung der Mittellinie wichtig Kreuzung von ast/+ x ast/+ 3 starke Allele (ti272z, te378, tl231) 1 schwaches Allel (te284) Phenotyp ähnlich loss-of-function Mutation

26 ast Funktion im Auge wichtig, in RGC Axonen

27 ast als robo2 Homolog Robo2 in RGCs expremiert Ast Phenotyp durch Mutation in robo2? Vergleich der beiden Gene auf Zebrafisch- Karte

28 Homozygote Mutanten (ti272z): Arg Stopp (Nonsense) Homozygote Mutanten (te284): Gly Asp (Missense)Sequenzierung Robo2 Mutation führt zum ast-Phenotyp Rezeptorfunktion ist gestört

29 Zusammenfassung robo2 mRNA in differenzierten RGCs expremiert (zentral peripher), später aus robo2/ast = essentiell für retinotektale Projektion Ast/Robo2 fungiert als Lenkungsrezeptor für RGC Axone Ast/robo2-Mutation verhindert Kreuzung der Mittellinie, Defaszikulation Hilft bei Bildung des optischen Chiasmus

30 Quellen: Quellen: “In vitro guidance of RGC Axons by RAGS” Drescher et al “Astray, a zebrafish roundabout homolog required for retinal axon guidance” Fricke et al “Ephrin-As as receptors in topographic projections” Knöll et al “Molecules, maps and synapse specificity” Benson et al tuebingen.de/ub/elib/tobias.htm?http://w210.ub.uni- tuebingen.de/dbt/frontdoor.php?source_opus=1031 aachen.de/teaching/ws99/neurows9915.html


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