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Forschungs- und Projektgruppen

Herbert Jäckle

Molekulare Entwicklungsbiologie

Wie ist es möglich, dass aus einer einzigen Eizelle viele unterschiedliche Zelltypen und Organe hervorgehen? Um das genauer zu ergründen, untersuchen wir die molekularen Kontrollmechanismen, die solche Entwicklungsprozesse vom Ei zur Fliege (Drosophila melanogaster) hin steuern. Nicht selten sind Kontrollfaktoren, die wir in der Fliege gefunden haben, in ähnlicher Form auch im Erbgut des Menschen vorhanden. Entsprechend aufschlussreich ist das genetische Inventar der Fliegen, wenn es um medizinische Fragen geht: Wenn Entwicklungsprozesse entgleisen, sind beim Menschen vermutlich oft Gene und ganze Kontrollsysteme gestört, die wir in der Fliegen‑Version längst kennen. Die Faktoren und Kontrollsysteme sind demnach ein gemeinsames genetisches Erbe aller Tiere.

Frühe Weichenstellungen

Die Körperstruktur der Fliege wird schon vor der Befruchtung der Eizelle festgelegt. Die Fliegenweibchen statten ihre Eier nicht nur mit Nährstoffen aus, sie liefern auch Proteine und Baupläne für Proteine, die als Kontrollfaktoren in die Entwicklung eingreifen. Diese sind asymmetrisch im Ei verteilt und legen die Körperachsen fest. Dabei aktivieren sie eine Kaskade von Genen, deren Aktivität zu einer ersten Untergliederung des Embryos in zunehmend kleinere Bereiche führt: Wie in einer Architektenblaupause werden so der Grundbauplan des Körpers mit seinen erst viel später sichtbaren Körpersegmenten und Organen skizziert und dabei Areale festgelegt, in denen sich nachfolgend bestimmte Körperteile entwickeln. Hierbei spielen Zell-Zell-Kommunikationsprozesse eine Rolle, die über ein Wechselspiel von Signalstoffen und entsprechenden Rezeptormolekülen vermittelt das jeweilige Entwicklungsschicksal von Zellen positionsgenau festlegen.

 
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