Nondirected axonal growth on basal lamina from avian embryonic neural retina

The vitreous surface of the embryonic avian retinal neuroepithelium was isolated by mechanical disruption of the retina mounted between 2 adhesive substrata. The 200-micron-thick sheath covered an area of up to 1 cm2 and consisted of the vitreal basal lamina with a lamina densa, 2 laminae rarae, and a carpet of ventricular cell endfeet on top of the lamina. The vitreal endfeet were removed by detergent treatment and an extracellular basal lamina was obtained. The laminae were further characterized by immunohistochemistry and immunoblotting. A 190 kDa laminin protein was detected in laminae with and without vitreal endfeet, whereas the membrane-bound neural cell adhesion molecule (N- CAM) was detectable only on the endfeet of the ventricular cells and was absent in the detergent-treated basal laminae. Neither immunoblotting nor immunostaining revealed fibronectin in these preparations. Explants of retina, sensory ganglia, and cerebellum from chick, quail, and mouse were cultured on the basal lamina as a substratum. In all cases axonal outgrowth was excellent, with a growth rate similar to that in situ. Outgrowing axons from sensory ganglia and cerebellar explants were accompanied by migratory cells, which, in the case of sensory ganglia, were flat cells and, in the case of cerebellar explants, resembled granular neurons. Optic axons grew on the laminae in an asymmetric, explant-inherent pattern specific for the position of origin of the explant. On detergent-treated basal laminae, as well as on laminin, the retinal axons grew in a clockwise orientation. This axonal growth pattern was specific for retinal tissue and was not observed with axons from other neural explants. In spite of the excellent substrate properties provided by the substratum, cues for growing axons (toward or away from the optic disk) were not detectable in the basal lamina preparations

Eine neue Sicht der Evolution: Ist es nur der Zufall, der sie leitet?

Nach neodarwinistischem Verständnis der Evolution entstehen neue Organismen letztlich durch rein zufällige Mutationsprozesse auf genetischer Ebene. Ihre Überlebenschancen werden dann durch die jeweilig herrschende Umwelt begünstigt oder unterdrückt. Die Evolution ist demnach nur vom reinen Zufall geleitet. Neuere Einsichten aus Entwicklungsbiologie (EvoDevo) und Epigenetik haben unsere Sicht der Evolutionsabläufe jedoch deutlich erweitert. Dabei kommt der Umwelt eine lenkende Rolle zu, der reine Zufall verliert an Bedeutung. Damit lässt sich naturwissenschaftliches Verständnis wieder besser mit herkömmlichen Schöpfungsbildern versöhnen

Maternal inheritance of twist and analysis of MAPK activation in embryos of the polychaete Annelid Platynereis dumerilii

In this study, we aimed to identify molecular mechanisms involved in the specification of the 4d (mesentoblast) lineage in Platynereis dumerilii. We employ RT-PCR and in situ hybridization against the Platynereis dumerilii twist homolog (Pdu-twist) to reveal mesodermal specification within this lineage. We show that Pdu-twist mRNA is already maternally distributed. After fertilization, ooplasmatic segregation leads to relocation of Pdu-twist transcripts into the somatoblast (2d) lineage and 4d, indicating that the maternal component of Pdu-twist might be an important prerequisite for further mesoderm specification but does not represent a defining characteristic of the mesentoblast. However, after the primordial germ cells have separated from the 4d lineage, zygotic transcription of Pdu-twist is exclusively observed in the myogenic progenitors, suggesting that mesodermal specification occurs after the 4d stage. Previous studies on spiral cleaving embryos revealed a spatio-temporal correlation between the 4d lineage and the activity of an embryonic organizer that is capable to induce the developmental fates of certain micromeres. This has raised the question if specification of the 4d lineage could be connected to the organizer activity. Therefore, we aimed to reveal the existence of such a proposed conserved organizer in Platynereis employing antibody staining against dpERK. In contrast to former observations in other spiralian embryos, activation of MAPK signaling during 2d and 4d formation cannot be detected which questions the existence of a conserved connection between organizer function and specification of the 4d lineage. However, our experiments unveil robust MAPK activation in the prospective nephroblasts as well as in the macromeres and some micromeres at the blastopore in gastrulating embryos. Inhibition of MAPK activation leads to larvae with a shortened body axis, defects in trunk muscle spreading and improper nervous system condensation, indicating a critical function for MAPK signaling for the reorganization of embryonic tissues during the gastrulation process

Kontrolle der Expression des UNUSUAL FLORAL ORGANS (UFO) Gens in Arabidopsis thaliana

Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit der Kontrolle des Expressionsmusters des UNUSUAL FLORAL ORGANS (UFO) Gens von Arabidopsis thaliana. UFO wird im Sproß- und Blütenmeristemen aller Entwicklungsstadien der Pflanze exprimiert. In Blütenmeristemen agiert UFO als Kofaktor von LEAFY (LFY) bei der Aktivierung der Organidentitätsgene des zweiten und dritten Wirtels. UFO stellt also einen generellen Faktor der Musterbildung in Meristemen dar. Um regulatorische Gene, die die Expression von UFO beeinflussen, zu identifizieren, wurden transgene Pflanzen, die GFP unter Kontrolle des UFO-Promotors exprimieren (UFO::GFP) mutagenisiert. Anhand der GFP-Expression wurde nach Mutanten gesucht, in denen UFO im Keimlingsstadium fehlexprimiert wird. Zusätzlich wurde durch eine Deletionsanalyse des UFO-Promotors die Kontrolle der UFO-Expression durch cis-regulatorische Sequenzen untersucht. Bei der Analyse der mutagenisierten UFO::GFP-Pflanzen konnte eine Mutante identifiziert werden, in der UFO nicht exprimiert wird. Das betroffene Gen konnte isoliert und als neues Allel von WUSCHEL (WUS) identifiziert werden. WUS kodiert einen Homöodomänen-Transkriptionsfaktor, der in der zentralen Zone von Sproß- und Blütenmeristemen exprimiert wird und ein positiver Regulator des Stammzellschicksals ist. Durch WUS-Fehlexpressionsexperimente konnten gezeigt werden, daß WUS in Sproß- und Blütenmeristemen UFO-Expression aktiviert. WUS aktiviert UFO-Expression aber nicht direkt, sondern benötigt dafür meristematische Kofaktoren. Ektopische WUS-Expression in der Wurzel führte bei hohen Auxinkonzentrationen zur Umprogrammierung von Zellen auf ein sproßmeristematisches Schicksal. Das hatte zur Folge, daß auch die für die Expression von UFO benötigten Kofaktoren exprimiert werden und WUS somit UFO-Expression aktivieren kann. Anschließende Fehlexpressionsexperimente mit dem SHOOT MERISTEMLESS (STM) Gen zeigten, daß auch STM ein indirekter Aktivator der UFO-Expression ist. Die Deletionsanalyse zeigte, daß der UFO-Promotor sich aus mehreren, in verschiedenen Promotorregionen gelegenen cis-Elemente zusammensetzt. UFO-Expression in Blütenmeristemen und im Sproßmeristemen werden also durch separate regulatorische Sequenzen kontrolliert. Auch die Kontrolle der UFO-Expression im Sproßmeristem wird durch getrennte cis-Elemente gewährleistet, da sich das UFO-Expressionsmuster durch 5´- Deletionen des Promotors in eine zentrale und eine periphere Teildomäne trennen läßt. Die zentrale Teildomäne ist mit dem WUS-Expressionsmuster identisch; möglicherweise vermittelt WUS also die positionale Information für diesen Teil des UFO-Expressionsmusters

Der biomedizinische Fortschritt: Chancen, Grenzen und Verantwortung

Berge von brennenden Tieren, Bilder vom „Keulen“, Bilder vom geklonten Menschen. Aber auch Euphorisches: nach der Aufklärung des menschlichen Genoms schöpfen Krebs- und AIDS-Kranke, Querschnittsgelähmte und Alzheimer-Patienten neue Hoffnung. Bilder auch von Börsenkursen: vom neuen Markt der Informations- und Biotechnologien hängt unsere ökonomische Zukunft ab. Hinter allem stecken die „Life Sciences“, und oft wird man mit schrägem Blick gefragt, was das für Leute sind, diese Bio- bzw. Lebenswissenschaftler? Die Frage nach den Möglichkeiten und dem wahren Wert des biomedizinischen Fortschritts, nach seiner Kontrolle, nach seiner Verantwortung, nach seiner gesellschaftlichen Bindung wird lauter

Vererbungslehre auf schwankendem Grund: Von der Genetik zur Epigenetik

Die Frage nach der Vererbung von Eigenschaften bei Lebewesen beschäftigt den Menschen seit alters her: das ist Genetik. Auch lange schon beschäftigen sich Biologen mit der Frage, wie sich die vielen Tierarten im Laufe einer langen Stammesgeschichte herausbilden konnten: das ist Evolution. Wie wird Konstantes über Generationen bewahrt und Diverses/Neues eingeführt? Die überragenden Erfolge der Genetik haben uns im Glauben eingelullt, wir hätten diese Prozesse vollständig verstanden. Mit dem Aufkommen der so genannten Epigenetik kommen Grundlagen sowohl der Individual-, wie auch der Stammesentwicklung jedoch wieder ins Schwanken. In diesem Artikel will ich einen kleinen Einblick in das Feld der Epigenetik und ihre gesellschaftliche Relevanz geben

Wie Epigenetik unser Weltbild ins Lot bringen kann

Seit der Aufklärung versucht der Mensch, Gott abzuschaffen. Dabei fällt der Zufälligkeit, und damit auch der Ziellosigkeit in der darwinistischen Sicht der Evolution besonderes Gewicht zu. Diese weithin akzeptierten Dogmen stehen diametral gegen jahrtausendealte Vorstellungen, die letztlich in allen Kulturen und Religionen hervorgebracht wurden, daß die Natur eine Schöpfung Gottes sei, in der der Mensch das höchste, Gott-ebenbildliche Wesen sei. Nach Erkenntnissen der klassischen Genetik schienen Gene an die Stelle von Gott getreten zu sein: sie haben absolute Gewalt und beherrschen die belebte Natur. Sie haben je einen eindeutigen Befehl, sind unbeugsam und gerecht, wie Gott im AT. Das Produkt Mensch ist nur einer ihrer zahllosen Spielbälle, existiert vorübergehend, ein Zigeuner in einer verlassenen Ecke des Kosmos (Monod, 1992). Diese neodarwinistische Sicht, die nicht zuletzt zum Niedergang der Kirchen bei uns beiträgt, wird von neuen Erkenntnissen der Entwicklungsbiologie (EvoDevo) infrage gestellt

Etymology of the earwigfly, Merope tuber Newman (Mecoptera: Meropeidae): Simply dull or just inscrutable?

The naturalist Edward Newman did not provide an etymology for the mecopteran Merope tuber when he described it in 1838. In 1872 Asa Fitch asserted that the genus was named after Merope one of the Pleiades sisters of Greek mythology; however, he provided no reason for his assumption. We researched several etymological alternatives. We concur with Fitch and conclude that Newman did indeed name the genus Merope after the dullest of the Pleiades sisters