Astrid Vogel-Höpker

PD Dr. Astrid Vogel-Höpker

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64287 Darmstadt

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Regulation der Augen- und Extremitätenentwicklung im Huhn

Wie alle Tiere geht jeder von uns aus einer einzigen Zelle hervor, die sich zu einem Embryo und schließlich zum erwachsenen Individuum entwickelt. Dieser Vorgang, die Emb-ryonalentwicklung, stellt einen grundlegenden Prozeß der biologischen Organisation dar. Aus der einzelnen Zelle, dem befruchteten Ei, entsteht eine Vielzahl von Zellen – beim Menschen sind es viele Milliarden – die alle zusammen die Körperstrukturen bilden.

Wie wird diese gewaltige Zellmenge so organisiert, dass daraus Körperteile wie z.B. die Nase, Augen, Gliedmaßen und Gehirn entstehen? Was steuert ihr individuelles Verhalten so, dass sich daraus ein Gesamtvorgang ergibt? Und wie sind die Organisationsprinzipien in einer einzigen Zelle, der Eizelle, eingeschlossen oder verschlüsselt? Des Rätsels Lösung liegt im Verhalten der Zellen und seiner Steuerung durch die Gene. Die Gene haben nur eine Funktion: Sie bestimmen, welche Proteine produziert werden, und damit legen sie auch fest, welche chemischen Reaktionen in der Zelle stattfinden und welche Strukturen in ihr angelegt werden. Auf diese Weise steuern die Gene das Zellverhalten.

Der Hühnerembryo ist ein ideales System, diese Prozesse zu studieren. Zum einen bildet sich das Nervensystem erst an Embryonaltag 12 vollständig aus, so dass der Embryo bis dahin noch über keine Schmerzempfindung verfügt, zum anderen kann man leicht lokal und zeitlich das Umfeld verändern, wie z.B. durch Agarosekügelchen, die in eine Chemikalie oder einen Wachstumsfaktor getränkt werden. Wir interessieren uns für die Entschlüsselung der zellulären und molekularen Mechanismen, die dafür verantwortlich sind, dass bestimmte Strukturen des Auges und der Extremität an den richtigen Stellen entstehen. Warum haben wir, zum Beispiel, einen Daumen auf einer Seite der Hand und einen kleinen Finger an der anderen Seite?

In den letzten Jahren haben wir die Funktionen verschiedener regulatorischer Signale wäh-rend der Augen- und Extremitätenentwicklung untersucht. Wir konnten dabei Signale identifi-zieren, die bei der Entwicklung des Retinalen Pigment Epithels, der Linse und der Retina, oder auch während der Extremitätenentwicklung eine wichtige Rolle spielen. Viele dieser Moleküle werden durch Gene kodiert, die zuerst während der Entwicklung der Fruchtfliege identifiziert wurden. Interessanterweise sind viele dieser Gene für Fehlentwicklungen und Tumorbildungen beim Menschen verantwortlich. Unsere Forschungsarbeiten könnten die Basis für die Entwicklung neuer therapeutischer Strategien in der Bekämpfung von Erblin-dungskrankheiten sein, wie z.B. Retinitis pigmentosa und altersbedingte Makuladegeneration.

Methoden: molekularbiologische und histochemische Techniken, klassische experimentelle Embryologie, Gain- und Loss-of-function Studien mit Hilfe von Agarosekügelchen oder Injektion von viralen Konstrukten; Zellkultur.

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