Das WIN-Kolleg | 377

Weiteres Arbeitsprogramm
Anhand einer Intensivierung der kürzlich begonnenen Engfuhrung zwischen Simu-
lationen des parametrisierten mathematischen Modells und experimentellen Daten
sollen basale entwicklungsbiologische Fragestellungen beantwortet werden. Im
Vergleich zu experimentellen Daten des Symmetriebruchs in Hydra soll untersucht
werden, wie der Wnt-Morphogengradient in Hydra-Zellaggregaten beschaffen ist.
Der Gradient soll durch stufenweise Laser-Bleichungstests verifiziert und mit Blei-
chung von rekombinantem Wnt3-GFP-Protein kontrolliert werden. Wir wollen
untersuchen, ob die asymmetrische Zellform von der ILht-Konzentration oder dem
PDzf-Gradienten abhängt und ob diese Abhängigkeit stetig ist oder ein gewisser
Schwellenwert an Wnt überschritten werden muss, um die Zell-Asymmetrie einzu-
leiten. Die Frage ist, welche Rolle dabei die unterschiedlichen Wnt-Verteilungen in
der Ektoderm- als auch der Endodermschicht spielen und, ob IRzt-Emfluss auf die
Steifigkeit des Gewebes nimmt. Mit chemischen Inhibitoren lässt sich klären, ob
mechanische und strukturelle Informationen zwischen den zwei Gewebeschichten
(Ektoderm und Endoderm) ausgetauscht werden müssen. Im Speziellen wird eru-
iert, ob die primäre endodermale zfzztd-Expression die sekundäre ektodermale
Expressionsdomäne durch die Modulation des Zytoskeletts kausal hervorruft. Em
Einblick in derartige Prozesse ist fundamental wichtig für ein besseres biologisches
Verständnis des bisher kaum beleuchteten Zusammenhangs zwischen Morphogenen
und Zell- bzw. Gewebemechanik. Die Einflussnahme des Gradienten auf die Zell-
morphologie lässt sich am Xenopus-Modell auf mit Wnt-Morphogen funktionali-
sierten Oberflächen überprüfen. Dabei wird untersucht, welche Rolle die Internali-
sierung des Morphogens in der Aktivierung der Signalkaskade spielt. Eine Aktivie-
rung des Wnt-responsiven Promoters durch Kultur der Explantate auf der Morpho-
gen-tragenden Lipidmembran dient dabei als Anzeige eines aktivierten Signalwegs.
Auch wird das Protein über ein Mikrofluidiksystem als Gradient auf die Kultur
appliziert werden. Die Funktion dieses Gradienten soll mittels Untersuchung der
Veränderungen der Zellmorphologie näher charakterisiert werden. Nur durch die
enge Verzahnung der verschiedenen Disziplinen von moderner Zellbiologie, klassi-
scher Entwicklungsbiologie und neuesten Methoden der Biochemie und Biophysik
sowie der mathematischen Modellierung und Simulation wird es möglich sein, einen
entscheidenden Beitrag zum Verständnis der grundlegenden initiierenden Schritte
der Morphogenese zu leisten.