Charakterisierung der Musterbildung durch Zellwanderungen in Caenorhabditis elegans

Hintze, Arend

Diese Arbeit beschreibt den Mechanismus der frühen Zellwanderung in C. elegans. Wärend der Embryogenese werden alle Zellen einem invarianten Teilungsmuster folgend geboren. John Sulston publizierte 1983 diese Zelllinie und behauptete, daß die Zellpositionierung nur aufgrund der Zellteilungen geschehen würde. Die von Ralf Schnabel (1996 und 1997) publizierte 4D Analyse zeigte aber zusätzliche Zellbewegungen die nach jeder Teilung stattfinden. Basierend auf der 4D analyse wurden nun methoden zur quntifizierung all dieser Bewegungen währen der frühen Embryogenes entwickelt. Es zeigte sich, das anders als von Sulston et al. 1983 behauptet die Positionierung der Zellen durch zellwanderungen geschieht. Die neu entwisckelten bioinformatischen Methoden für diese Analysen zeigen außerdem, daß diese Zellwanderungen nicht nur vom eigene Zellschicksal abhängen, sondern auch von zellularen Kontext. Die Zellwanderungen werden nicht nur vom Schicksal der wandernden Zelle bestimmt sondern sind vielmehr folge eine konzertierte Bewegung aller Zellen. Zusätzlich wird in dieser Arbeit auch Software präsentiert die Zellschicksal vorhersagen kann sowie weites nützliches bioinformatisches Werkzeug darstellt. Zum Gene zu identifizieren die im Prozess der Zellwanderung involviert sind wurde eine Mutantenlese nach temperatursensitiven (ts) Allelen durchgeführt. Etwa 1000 ts stämme konnten isoliert werden und es wurden zwei Allele mit gestörten Zellwanderungen gefunden. Diese Mutanten ermöglichen nun die molekulare Charakterisierung der an der frühen Zellwanderung beteiligten Faktoren in C. elegans.

This thesis describes mechanisms of early cell migrations in C. elegans. During embryogenesis, cells are born according to an invariant cleavage pattern. John Sulston published this cell lineage in 1983 and claimed that the placement of the cells only takes place by mitoses. The 4D analysis system from Ralf Schnabel (1996, 1997) revealed that additional cell movements happen after each mitoses. Based on this 4D analysis, methods for quantifications of all movements during embryogenesis were developed. It shows that in contrast to Sulston et al. 1983 the placement of cells take place by cell migrations. Newly developed bioinformatical methods for this analysis show that these cell migration depend not only on the cell fate of each individual cell, but additionally show that the process is a concerted effort where cells move dependent on the cell fates and the cellular context. Furthermore cell fate prediction software and various tools for more detailed bioinformatical analysis are presented. To identify the genes involved in the process of cell migration a large scale screen for temperature sensitive mutants was established. About 1000 ts stains could be isolated and their phenotype was described. Two allels were identified, showing a cell migration phenotype. These mutants enable the characterization of the molecular components responsible for the early cell migrations in C. elegans.

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Hintze, Arend: Charakterisierung der Musterbildung durch Zellwanderungen in Caenorhabditis elegans. 2006.

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