Knospung-steuernde Gene in Hydra vulgaris: Ein evolutionsgeschichtlich alter FGFR kontrolliert die Knopsenablösung

Mittels eine Genexpressions-Screening wurde eine Fibroblasten-Wachstums-Faktor-Rezeptor(FGFR)-ähnliche Tyrosinkinase (Kringelchen)in Hydra vulgaris identifiziert.Das Hochdynamisch regulierte Expressionsmuster während der Knospung deutet darauf hin, dass Kringelchen eine wichtige Rolle bei der Vegetativen Fortpflanzung in Hydra spielt. Durch Behandlung mit SU5402, einen spezifischen Inhibitor für FGFR, und ducht Elektroporation von Antisense-Oligonukleotiden konnten verzweigte Polypen erzeugt werden. Das Ablösen der Knospe wurde verhindert. Das führte zu der Hypothese, dass Kringelchen essentiell ist für die korrekte Knospenablösung. Die Analyse von kringelchen-Expressionsmustern während der Regeneration von Kopf-und Fußstrukturen und der Entwicklung von Hydra aus Einzelzellaggregaten deuteten eine Beteiligung An der Achsenbildung hin. Die Identifikation eines FGF-ähnlichen Proteins bei Hydra legt die Vermutung nahe, dass Kringlechen an FGF-Liganden binden kann

FGFR-ERK signaling is an essential component of tissue separation

AbstractFormation of a constriction and tissue separation between parent and young polyp is a hallmark of the Hydra budding process and controlled by fibroblast growth factor receptor (FGFR) signaling. Appearance of a cluster of cells positive for double phosphorylated ERK (dpERK) at the late separation site indicated that the RAS/MEK/ERK pathway might be a downstream target of the Hydra Kringelchen FGFR. In fact, inhibition of ERK phosphorylation by the MEK inhibitor U0126 reversibly delayed bud detachment and prevented formation of the dpERK-positive cell cluster indicating de novo-phosphorylation of ERK at the late bud base. In functional studies, a dominant-negative Kringelchen FGFR prevented bud detachment as well as appearance of the dpERK-positive cell cluster. Ectopic expression of full length Kringelchen, on the other hand, induced a localized rearrangement of the actin cytoskeleton at sites of constriction, localized ERK-phosphorylation and autotomy of the body column. Our data suggest a model in which (i) the Hydra FGFR targets, via an unknown pathway, the actin cytoskeleton to induce a constriction and (ii) FGFR activates MEK/ERK signaling at the late separation site to allow tissue separation

What lies beneath: Hydra provides cnidarian perspectives into the evolution of FGFR docking proteins

Across the Bilateria, FGF/FGFR signaling is critical for normal development, and in both Drosophila and vertebrates, docking proteins are required to connect activated FGFRs with downstream pathways. While vertebrates use Frs2 to dock FGFR to the RAS/MAPK or PI3K pathways, the unrelated protein, downstream of FGFR (Dof/stumps/heartbroken), fulfills the corresponding function in Drosophila. To better understand the evolution of the signaling pathway downstream of FGFR, the available sequence databases were screened to identify Frs2, Dof, and other key pathway components in phyla that diverged early in animal evolution. While Frs2 homologues were detected only in members of the Bilateria, canonical Dof sequences (containing Dof, ankyrin, and SH2/SH3 domains) were present in cnidarians as well as bilaterians (but not in other animals or holozoans), correlating with the appearance of FGFR. Although these data suggested that Dof coupling might be ancestral, gene expression analysis in the cnidarian Hydra revealed that Dof is not upregulated in the zone of strong FGFRa and FGFRb expression at the bud base, where FGFR signaling controls detachment. In contrast, transcripts encoding other, known elements of FGFR signaling in Bilateria, namely the FGFR adaptors Grb2 and Crkl, which are acting downstream of Dof (and Frs2), as well as the guanyl nucleotide exchange factor Sos, and the tyrosine phosphatase Csw/Shp2, were strongly upregulated at the bud base. Our expression analysis, thus, identified transcriptional upregulation of known elements of FGFR signaling at the Hydra bud base indicating a highly conserved toolkit. Lack of transcriptional Dof upregulation raises the interesting question, whether Hydra FGFR signaling requires either of the docking proteins known from Bilateria

Stepwise Transfer from High to Low Lithium Concentrations Increases the Head-Forming Potential inHydra vulgarisand Possibly Activates the PI Cycle

AbstractLithium ions affect pattern formation in the freshwater polypHydra vulgarisin a complex manner. Although a long-term treatment with 1 mMLiCl completely suppresses both head formation and budding, a reduction of the lithium concentration during a long-term treatment from 4 to 1 mMLiCl strongly promotes the differentiation of ectopic head structures. Meanwhile, budding, often interpreted as a special case of head formation, remains suppressed. The appearance of ectopic tentacles under these conditions is surprising as they develop while the animals remain in the presence of 1 mMLiCl, a concentration which would normally suppress the formation of tentacles. On a molecular level, the induction of ectopic head structures by the shift in the LiCl concentration is preceded by an increase in the level of inositol phosphates, indicating an activation of the phosphatidylinositol (PI) cycle. Increased inositol phosphate levels persist for at least 24 hr. Our results provide evidence that (i) tentacle- and bud-forming systems need different and possibly mutually exclusive physiological preconditions and (ii) prolonged inhibition of the PI cycle after initial activation might be necessary to obtain ectopic tentacles

Multitasking in the ancestral epitheliomuscular cell:

Für uns ist es selbstverständlich, dass die Körperbewegung vielzelliger Tiere über spezialisierte Muskelzellen bewerkstelligt wird. Studien an heute lebenden Vertretern der anzestralen Tiergruppe Cnidaria (Nesseltiere) lassen allerdings vermuten, dass zu Beginn der Evolution von Tieren multifunktionelle Epithelmuskelzellen die Funktionen von Epithelzelle und Muskelzelle kombinierten. Beim Süßwasserpolypen Hydra sichern innerhalb der nur einlagigen ekto- und endodermalen Epithelien kontraktile, basal verlaufende Fortsätze (Myoneme) von Epithelmuskelzellen die Beweglichkeit des Körpers. Wie in „echter“ Muskulatur vermitteln Aktomyosin-Filamente die Kontraktion. Epithelmuskelzellen steuern zusätzlich auch die Gestaltbildung (Morphogenese), bei der beispielsweise Tentakel als isolierte Strukturen aus der Körpersäule hervortreten. Die Gewebeform ändert sich dabei lokal durch die Änderung der Form einzelner Epithelmuskelzellen, indem Aktomyosin-Interaktionen im Zellkortex stattfnden. Die Doppelfunktion von Aktomyosin bei Körperbewegung und Morphogenese wird durch die Kompartimentierung von Signalsystemen getrennt kontrolliert – entweder werden dynamische Aktomyosin-Interaktionen in Myonemen oder im Zellkortex induziert.For us, it seems natural that motility is brought about by specialized muscle cells in the body of multicellular animals. Studies in extant members of the evolutionary ancestral taxon Cnidaria, however, suggest a different scenario during early evolution with multifunctional epitheliomuscular cells of the body surface combining both the function of an epithelial cell as well as that one of a muscular cell. Within the single-cell layered ecto- and endodermal epithelia of the freshwater polyp Hydra, contractile, basally-running elongations (myonemes) of epitheliomuscular cells ensure body movement. And like “true” muscles these cells use actomyosin flaments (myonemes) for contraction. Additionally, epitheliomuscular cells control morphogenesis when e. g. tentacles sprout from the body column as isolated structures. In this case, actomyosin interactions take place within the cell cortex thus changing the shape of the tissue locally due to changes in the shape of single epitheliomuscular cells. Cell and tissue shape changes depend on the activation of actomyosin interactions within the cortical actin cytoskeleton which is located right below the cell membrane. The double function of actomyosin in body movement and morphogenesis is controlled separately – via the compartmentalization of signaling systems inducing dynamic actomyosin-II interactions either in myonemes or in the cell cortex

Identifizierung und Charakterisierung von Fibroblasten-Wachstumsfaktoren und -Rezeptoren bei Hydra

Bei FGFs handelt es sich um kleine, meist extrazellulär agierende, Signalmoleküle. Sie sind sowohl bei Vertebraten, als auch bei Invertebraten vorhanden. Vertebraten besitzen abhängig von der Spezies zwischen 19 (Gallus gallus) und 27 (Danio rerio) verschiedene FGFs. Innerhalb der Invertebraten ist die Anzahl an FGFs weitaus geringer. Die Größe der FGFs liegt bei Vertebraten zwischen 17 kDa und 34 kDa und bei Invertebraten zwischen 21 kDa und 86 kDa. Aufgrund starker struktureller Ähnlichkeiten innerhalb der für FGF typischen Core-Region, auch über die Spezies hinweg, lassen sich die FGFs der Vertebraten, z.T. auch die der Invertebraten, in 7 Unterfamilien einteilen. Funktionell sind FGFs an verschiedenen entwicklungsbiologischen Prozessen, wie z.B. am Auswachsen von Gliedmaßenknospen, an der Etablierung von Grenzen und der Tubulogenese beteiligt. Dabei vermitteln FGFs konzentrationsabhängig über die Bindung an FGF-Rezeptoren u.a. Zellmigration, Zelldifferenzierung und Zelladhäsion. FGF-Rezeptoren sind membranständige Rezeptoren, die zur Superfamilie der Rezeptor-Tyrosinkinasen gehören. Vertebraten besitzen vier kanonische und einen nicht-kanonischen FGF-Rezeptor. Invertebraten haben ein bis zwei kanonische und einen nicht-kanonischen FGF-Rezeptor. Dem nicht-kanonischen FGF-Rezeptor, FGFRLike1, fehlt intrazellulär die Tyrosinkinase-Domäne. Er wird daher als ein möglicher Negativ-Regulator des FGF/FGFR-Signalweges angesehen. Zur Evolution der FGFs gibt es verschiedene Hypothesen. Zum einen wird diskutiert, ob aus wenigen FGFs im Laufe der Evolution viele entstanden sind oder umgekehrt. Im Falle der FGF-Rezeptoren wird von einem ursprünglichen Rezeptor ausgegangen, aus dem durch linienspezifische Duplikationen die ein bzw. zwei FGF-Rezeptoren der Invertebraten entstanden sind. Die vier FGF-Rezeptoren der Wirbeltiere entstanden während einer zweiten Phase der Vertebraten-Genexpansion. Für Hydra ist in Bezug auf den FGF/FGFR-Signalweg nur wenig bekannt. Frühere Arbeiten zeigen, dass Hydra vulgaris Zürich einen FGF-Rezeptor, FGFRa, und ein mögliches FGF, HvFGF1/2, besitzt. FGFRa ist essentiell für die Ablösung der Knospe. Im Rahmen dieser Arbeit wurde nach weiteren putativen FGFs und FGF-Rezeptoren gesucht. Diese wurden anschließend in Bezug auf Struktur, Transkription und z.T. Proteinlokalisation hin untersucht, um so Aussagen über mögliche Eigenschaften und Funktionen, sowie über die Evolution von FGFs und FGFRs treffen zu können. Die phylogenetische Einordung der FGFs von Hydra unterstützt die Hypothese, dass es ursprünglich wenige FGFs gab. Die Daten deuten an, dass der gemeinsame Vorfahr von Hydra und den Bilateria 3 FGFs besaß. Sowohl die Transkriptionsmuster der 4 FGFs aus Hydra vulgaris AEP, als auch die Proteinlokalisation von FGF-f deuten an, dass auch der FGF/FGFR Signalweg in Hydra vielfältige Funktionen erfüllt. Zwei weitere FGF-Rezeptoren, FGFRb und HvFGFRL1, konnten ebenfalls identifiziert werden. FGFRb, ein zweiter kanonischer FGFR, könnte eventuell redundant zu FGFRa agieren. Bei HvFGFRL1 könnte es sich um einen Negativ-Regulator des FGF/FGFR-Signalweges handeln, der Einfluss auf die Zellwanderungsgeschwindigkeit ins Hypostom und auf die Lokalisation der Tentakel nimmt. Die Ergebnisse meiner Arbeit machen deutlich, dass der FGF/FGFR Signalweg, was die Zahl an Liganden und Rezeptoren, aber auch die möglichen Funktionen, angeht, schon im Vorläufer von Hydra und Bilateria sehr komplex gewesen sein muss

Identifizierung und Charakterisierung regio-spezifisch exprimierter Gene bei Hydra vulgaris

Aufgrund seines einfachen Körperbaus, der sich in Kopf, Gastralraum und Fußregion gliedert eignet sich der Süßwasserpolyp Hydra vulgaris ideal für das Studium entwicklungsbiologischer Prozesse. Seine Fähigkeit verlorene Körperteil vollständig zu regenerieren verleiht dem Polypen potentielle Unsterblichkeit. Die Fortpflanzung bei Hydra erfolgt entweder sexuell oder asexuell durch Knospung. Durch die Behandlung mit Lithium Chlorid ist es möglich diese streng regulierten Musterbildungsprozesse zu manipulieren. Durch die Behandlung mit 1 mM LiCl wird die Knospung unterdrückt und es kommt zur Bildung ektopischer Fußstrukturen. Zur Identifizierung von Genen die an Signalkaskaden während der Fußentwicklung beteiligt sind wurde daher eine LiCl induzierte cDNA Bank nach möglichen Kandidaten durchsucht. Mit dieser Methode konnten drei Transkripte (K10-7, MK55 und MK97) mit einer möglichen Funktion in der Fußregion isoliert werden. Die cDNA K10-7 ist in der Fußregion exprimiert. Das abgeleitete Peptid zeigt Sequenzähnlichkeit mit der EGF-ähnlichen Domäne zweier Proteinfamilien, den Tenascinen und Teneurinen. Die Mitglieder dieser Familien spielen eine morphoregulatorische Rolle während der Entwicklung und der Umgestaltung von Geweben. Dabei wirken diese Proteine durch adhäsive und antiadhäsive Effekte hauptsächlich auf einwandernde Zellen und sind an der Ausbildung von Grenzen zwischen sich entwickelnden Geweben beteiligt. Es wäre denkbar, dass K10-7 auf ähnliche Weise auf die Transdifferenzierung ektodermaler Zellen zu fußspezifischen Drüsenzellen beteiligt ist. Expressionsstudien mit Doppelfärbung deuten auf eine Interaktion mit dem FGF-Rezeptor Kringelchen bei der Grenzbildung während der Knospung. Die Transkripte MK55 und MK97 sind mit den Rhamnose-bindenden Lektine (RBL) verwand. Sie sind Teil der großen RBL Familie, deren Sequenzen durch die Analyse einer EST-Datenbank von Hydra magnipapillata gefunden wurden. MK55 und MK97 könnten in das von fußspezifischen Drüsenzellen gebildete Sekret abgegeben werden und dort durch Agglutination von Bakterien einen Schutz vor Erregern vermitteln. In einem weiteren Ansatz wurde das Transkript MK38 charakterisiert. Die Transkription von MK38 ist in allen entodermalen Zellen mit Ausnahme des Hypostoms nachweisbar. Die unvollständige Sequenz zeigt Ähnlichkeit mit Proteinen der MAP215/Dis1 Familie. Möglicherweise spielt MK38 bei der Zellteilung eine Rolle. In einem zweiten Projekt sollte mittels der RNAi Methode, die bereits für Hydra magnipapillata erfolgreich etabliert worden war, die Funktionen der untersuchten Gene charakterisiert werden. Dazu wurden vier verschiedenen Elektroporationsgeräte benutz, die jeweils unterschiedliche elektrische Impulse erzeugen konnten. Mit den in dieser Arbeit getesteten Bedingungen war es nicht möglich RNAi Effekte bei H. vulgaris zu induzieren

Comparative molecular and morphogenetic characterisation of larval body regions in the polychaete annelid Platynereis dumerilii

The aim of this thesis was the molecular and morphogenetic characterisation of the larval body regions of the polychaete Platynereis dumerilii for evolutionary comparison with the body regions of other protostome and deuterostome model species. I have described the expression of several conserved homeobox transcription factors that broadly mark the neuroectoderm of the different larval body regions and can therefore be used as regionalisation markers in the trochophore larva of Platynereis dumerilii. A six3 orthologue is a marker gene for the prostomium, the most anterior region of the trochophore larva. The peristomium that harbours the mouth region and the prototroch ciliary band expresses an otx orthologue as regionalisation marker in Platynereis. The subdivision of the metastomium into larval segments has been analysed by Pdu-engrailed expression. It is found to give rise to four larval segments, of which the first one is reduced and bears the first tentacular cirri. It is furthermore characterised as the most anterior gbx-expressing segment and is innervated by axons that connect to the circumoesophageal connectives left and right of the mouth opening. The second larval segment develops into the first chaetiferous segment and is characterised by the anterior-most hox1 expression. The molecular and morphological comparison of the Platynereis anterior CNS with arthropods brains has allowed homologisation of the polychaete prostomial ganglia to the “archicerebrum” (putative most anterior part of the protocerebrum of arthropods), the peristomial ganglia with the “prosocerebrum” (putative posterior part of the protocerebrum), the ganglia of the first larval segment with the deutocerebrum and the second larval segment (first chaetiferous) ganglia with the tritocerebrum. Comparison with enteropneust (basal deuterostomes) larvae suggests homology and evolutionary conservation in Bilateria of the following larval body regions: prostomium/prosoma (six3), peristomium/mesosoma (otx) and metastomium/metasoma (gbx and hox1). This is supported by the origin and localisation of the different mesodermal populations in Platynereis that I have characterised by the expression of six3, fgfr, myoD, twist, mef2 and troponin I. I have found that the Platynereis “brain mesoderm” expresses six3 as does the enteropneust prosoma. The mesodermal sheath around the stomodaeum in Platynereis has morphological similarities to the enteropneust mesosomal coelomic pouches and expresses fgfr and twist in Platynereis. The trunk mesoderm in Platynereis dynamically expresses myoD, twist, and mef2, forms differentiated muscles cells as described by troponin I expression and originates from a similar position as the enteropneust metasomal mesoderm. The molecular comparison of Platynereis neuroectodermal regions with lower vertebrates’ brain regions suggests homology of prostomium/forebrain (six3), peristomium/midbrain (otx) and trunk CNS/hindbrain (gbx and hox1). In vertebrates, the midbrain-hindbrain boundary (positioned at the otx/gbx boundary) is a morphogenetic boundary between the posterior hindbrain/spinal chord region that undergoes convergent extension and the anterior forebrain-/midbrain regions that do not extend. I have found that reminiscent to vertebrate convergent extension in the hindbrain, the gbx-/hox1-expressing neural plate in Platynereis undergoes convergent extension by mediolateral cell intercalation that is possibly controlled by the non-canonical Wnt pathway. Similar to the vertebrate midbrain, the otx-expressing peristomium does not extend. Yet, these movements take place along a slit-like blastopore that develops into both mouth and anus in Platynereis, but occur in front of the blastopore that develops exclusively into the anus in vertebrates. This suggests that convergent extension movements are ancestral in Bilateria and have evolved in early bilaterians to relocate the blastopore-derived mouth and anus to opposite ends of the elongating body axis

Neue Werkzeuge für Hydra zur Untersuchung von Rho- und PtdInsP- vermittelten Signalwegen

In Vorarbeiten der Arbeitsgruppe konnte gezeigt werden, dass die Inhibition unterschiedlicher Komponenten des FGFR-Rho-ROCK-Myosin II- Signalweges jeweils den gleichen Phänotyp bei Hydra erzeugt und das Ablösen der Knospe verhindert. Dabei konnte deutlich gemacht werden, dass die Knospung ein komplexer, zeitlich exakt abgestimmter Prozess ist, der final in einer Akkumulation des Aktins an der Knospenbasis resultiert, die mit der Phosphorylierung von Myosin II korreliert (Holz et al., 2017; Holz et al., 2020). Ein Hauptregulator der Aktindynamik und der Aktomyosin-Kontraktion sind die kleinen Rho- GTPasen (Fagotto, 2014; Fagotto et al., 2013; Menke und Giehl, 2012). Durch eine Datenbankanalyse mittels BLAST der humanen RhoA- GTPase konnten vier homologe Rho- GTPasen in Hydra identifiziert werden. Phylogenetische Untersuchungen zeigten, dass sich Hv_Rho1-3 deutlich innerhalb der RhoABC- Subfamilie gruppieren, während sich Hv_Rho4 basal zu der Subfamilie einordnet. In-situ-Hybridisierungen zeigten, dass die vier Rho- GTPasen in Hydra an morphogenetisch aktiven Geweberegionen exprimiert werden, wobei vor allem Hv_Rho1 und Hv_Rho2 vermutlich an zellulären Prozessen an der Knospenbasis beteiligt sind. Um aktives RhoA nachzuweisen kann neben der immunhistochemischen Antikörperfärbung das Fusionsprotein RBD-GFP genutzt werden, welches durch die Rho-Binde-Domäne (RBD) spezifisch an aktives RhoA bindet (Berger et al., 2009). Das exprimierte und aufgereinigte Fusionsprotein RBD-GFP konnte als neue Methode zur Detektion von aktiven RhoA- homologen Rho- GTPasen in fixiertem Hydra-Gewebe etabliert werden. Dadurch konnten aktive RhoA- homologe Rho- GTPasen in evaginierenden- (Knospe oder Tentakel) und kontrahierenden Geweben (Knospenbasis und Regeneration) nachgewiesen werden. Die in-silico Analyse der Rho- GEFs Kalirin und Trio verdeutlichte eine komplexe und evolutionär interessante Entwicklung der Rho- GEFs, bezüglicher dynamischer Verluste und Gewinne von spezifischen Proteindomänen. In Hydra konnte interessanterweise lediglich eine Kalirin- homologe Sequenz identifiziert werden, welches möglicherweise die Verbindung zwischen membranständigen Lipiden und Rho- GTPasen vermittelt. Neben dem Rho-ROCK-Myosin II- Signalweg wurde die Beteiligung der Phosphatidylinositolphosphate (PtdInsP) an morphogenetischen Prozessen in Hydra untersucht. Erzeugte transgene Hydra- Linien dienen als wertvolles Werkzeug, um die Aktivität der Phopholipase C (PLC) und der PI3- Kinase live und in vivo beobachten zu können. So konnte die Aktivität der PLC an der Knospenbasis während des Knospungsprozesses sowie die Aktivität der PI3- Kinase an der Schnittstelle während der Regeneration nachgewiesen werden. Weiterhin konnte mit erzeugten PtdInsP-GFP- Sensor Transgenen die apikale Lokalisation des PtdIns(4,5)P2 sowie die basale Lokalisation des PtdIns(3,4,5)P3 nachgewiesen werden. Zur detaillierten in vivo Beobachtung und vor allem zur in vivo Mikroskopie der zellulären Lokalisation der PtdInsP-GFP- Sensoren wurden unterschiedliche Relaxantien getestet, wobei lediglich Linalool und Benzocain eine effektive Immobilisierung bei Hydra erzielten. Beide Relaxantien hatten keinen signifikanten Einfluss auf den Prozess der Knospung oder auf den Prozess des Wundverschlusses nach einem Einschnitt. Die Analyse der Aktinfasern verdeutlichte jedoch, dass Linalool im Gegensatz zu Benzocain, das Aktinzytoskelett des Polypen störte, indem es die Faserlänge deutlich verkürzte und zu einer fehlerhaften Faserorientierung führte. Die Daten der vorliegenden Arbeit zeigen, dass mit dem Fusionsprotein RBD-GFP und mit den PtdInsP-GFP- Sensor transgenen Hydren basierend auf existierenden Werkzeugen für die Analyse der Morhphogenese bei Vertebrata und Fliege, zwei interessante methodische Werkzeuge für Hydra etabliert werden konnten. Erstmals konnte dadurch die Aktivität der Rho- GTPasen an der Knospenbasis während der Knospung sowie die zelluläre Lokalisation von PtdIns(4,5)P2 und PtdIns(3,4,5)P3 in den ektodermalen Epithelmuskelzellen nachgewiesen werden. Die etablierten Methoden können zukünftig weiterhin der detaillierten Untersuchung der Rho- GTPasen, sowie der PLC- und PI3- Kinase- Signalwege und deren Funktionen während morphogenetischer Prozesse in Hydra dienen. Zusätzlich konnte für das Relaxans Benzocain ein Protokoll zur effektiven und Aktinfaser- schonenden Immobilisierung und Relaxierung von Hydra erarbeitet werden. Dieses kann zukünftig zur in vivo Mikroskopie, aber beispielsweise auch als Relaxans zur mechanischen Manipulation, wie dem gezielten Einschneiden des Polypen zur Regeneration, genutzt werden

Functional analysis of siRNA mediated knockdowns of fibroblast growth factors in Hydra vulgaris

Fibroblast growth factor receptor (FGFR) signaling is crucial in animal development. Two FGFRs and one FGFR-like receptor, which lacks the intracellular domain, are known in the Cnidarian Hydra vulgaris. FGFRa, also known as Kringelchen, is an important factor in the developmental process of budding, as it controls the detachment of the bud. It is still unknown, which extracellular ligands are responsible for the start of the relevant signal transduction cascades in Hydra. This study gives first insights into the potential functions of five FGFs previously identified in Hydra. Analysis of the gene and protein expression patterns of different FGFs in several Hydra strains suggest that FGFs may comprise evolutionary conserved, multiple functions in bud detachment, neurogenesis, migration and cell differentiation, as well as in the regeneration of head and foot structures in Hydra. The electroporation of siRNAs into adult Hydra was used to analyze knockdown effects of FGFs and FGFRs in Hydra. This method was efficiently reproducing phenotypes obtained using the FGFR inhibitor SU5402 or, alternatively phosphorothioate antisense oligonucleotides or a dominant-negative FGFR mutant. Additionally, the siRNA-mediated knockdown showed a potential function of FGFRa in neuronal development and of FGFc in the differentiation of I-cells. In summary this work provides new insights into potential functions of FGFs and FGFRs in the model organism Hydra vulgaris and provides a basis for further studies investigating interactions of FGFRs and FGFs in this organism