Hvordan sukker hjelper utviklingen av kroppens akser

En grunnleggende prosess i den embryonale utviklingen av alle dyr er mønsterdannelsen langs dyrets hovedakse. Korrekt posisjonell informasjon sikrer at organer og organsystemer blir dannet på rett sted. Kunnskap om de molekylære mekanismene som ligger til grunn for mønsterdannelsen er viktig for å forstå evolusjonen av det rike dyremangfoldet, og kan kaste lys over et spørsmål som lenge har opptatt evolusjons- og utviklingsbiologer: Kan vi sammenligne kroppsaksene hos ulike dyregrupper? Spørsmålet er sentrale for å avsløre trekk hos stamfaren til alle dyr.

I forskningen sin har Bause studert Nematostella vectensis (Nv), en sjøanemone som tilhører dyregruppen nesledyr, søstergruppen til alle bilateralt symmetriske dyr (som f. eks. insekter, ormer og virveldyr). Larvene til Nv er pæreformet og har det man antar er et sanseorgan (apikalorgan), i likhet med mange andre marine larver. Et av målene med studien var å forstå utviklingen av dette organet bedre, og å sammenligne det med apikalorganer i de andre dyregruppene.

Bause og kollegaene hans har studert funksjonen til ulike gener ved hjelp av målrettet forstyrring av genuttrykkingen via mikroinjeksjon av RNA i egg, ”knock-down” av gener og ved kjemiske behandlinger. Resultatene tyder på at der finnes to signaliseringsentre som er sentrale i mønsterdannelsen hos larvene til Nv: ett er lokalisert ved fremtidig munnåpning og ett ved motsatt pol, der hvor apikalorganet dannes.

I dette arbeidet har Bause vist at et glykoprotein (Glypican1/2/4/6), et protein som må binde sukkerkjeder for å fungere, er viktig både for mønsterdannelsen og for utviklingen av apikalorganet.

Denne avhandlingen viser at det er klare paralleller mellom utviklingen av kroppsaksen i nesledyr (maneter, koraller og lignende) og bilateralt symmetriske dyr, selv om resultatene tyder på at det finnes både evolusjonært konserverte mekanismer, så vel som ulikheter i utviklingen av aksene og signaloverføring i embryonal utvikling.

Personalia:

Markus Bause (f. 1983) er født og oppvokst i Köln (Tyskland). Han fullførte sin diplomagrad i utviklingsbiologi ved Universitetet i Köln 2010. I perioden 2011-2015 har han vært stipendiat ved Molekylærbiologisk institutt i Bergen, samt ved Sars International Centre for Marine Molecular Biology, som en del av gruppen til Fabian Rentzsch. Han har også blitt veiledet av Marc Niere og Mathias Ziegler på Molekylærbiologisk institutt.