Was sind bzw. wie unterscheiden sich die folgenden Begriffe voneinander? [5P]
a) Ektoderm
b) Epithelium
c) Epidermis
d) Epibolie
e) Epiblast
[5/5P]
a) Ektoderm = eine der drei Keimschichten
—> bildet Epithelien & Neuronen
b) Epithelium = eine der vier Hauptgewebetypen
—> schließt Organe ab
c) Epidermis = oberste verhornte Epithelschicht
—> gehört zur Haut
d) Epibolie = eine der vier Zellbewegungen
—> Ektoderm bedeckt den vegetal pole
e) Epiblast = Zellen von der Oberfläche des Embryos
—> aus Ektoderm
[Hypoblast = Zellen in der neu geformten inneren Schicht]
Sie führen einen in vitro Moprhogen-Assay mit Markergenen für Muskel- und Notochordzellen durch. Wie wird der Assay experimentell durchgeführt? Stellen Sie die Ergebnisse in einem Graph dar (x=response, y=morphogen concentration) [4P]
[3/4P?]
Morphogenbeads mit Activin werden in versch. Konz. auf animal cap gegeben
bei niedrigen Konz. bildet sich die Epidermis
bei Anstieg wird brachyury aktiviert & Differenzierung in Muskelzellen induziert
—> WISH
bei höherer Konz. wird das high response Gen goosecoid aktiviert und Notochord induziert
—> Activin wirkt in Geweben abhängig von seiner Konz. Einfluss auf Entwicklung aus (Definition Morphogen)
Wie entsteht das Nieuwkoop-Center und wozu dient es? [3P]
[3/3P?]
bei Spermieneintritt
dorsalisierende Faktoren (=mRNAs & Proteine der Mutter) Dsh & GBP werden durch cortical rotation & Mikrotubuli zum Ort gegenüber des Spermieneintritts transportiert
—> stabilisiert ß-catenin signaling
—> sodass das Nieuwkoop-Center entsteht
kann später den Spemann-Organiser induzieren und etabliert dorsoventrale Achse
a) Beschreiben Sie, wie die Neuralplatte entsteht. [2P]
b) Warum spricht man in diesem Zusammenhang von “Neural Induction” und mit welchem Experiment kann man Neural Induction bei Froschembryonen nachweisen? [1P]
[3/3P]
a)
der Spemann-Organizer sekretiert BMP-inhibierendes Noggin
—> BMP beeinflusst dadurch nicht mehr die Entwicklung der cell-fates
b)
ohne äußerliche Einwirkungen sind Zellen des Ektoderms dazu spezifisiert neurales Gewebe zu werden
BMP inhibiert diese Entwicklung und induziert Epidermis
—> BMP muss also deaktiviert sein um neuronales Gewebe zu induzieren
Experiment: ventrales Ektoderm, das epidermal werden würde, in die Nähe des Spemann-Organizers transplantiert
—> bildet neuronales Gewebe
Welche beiden Zellpopulationen kontrollieren die proximal-distale und die anterior-posteriore Entwicklung der Extremitätenknospe (limb bud) und welche Moleküle sind an den entsprechenden Prozessen beteiligt? [4P]
[2/4P]
proximal-distal
Apical ectodermal ridge —> sekretiert Fgf8
anterior-posterior
Zone of polarizing activity —> gibt shh ab
FEHLT: Moleküle
Drei der folgenden Antworten sind Korrekt. Welche? [3P]
Segmentationsgene sind in der frühen Drosophila-Entwicklung nach den Pair-Rule Genen aktiv
Histon-Acetylierung führt zu Heterochromatin
Plakoden differenzieren sich grundsätzlich zu Neuronen oder Glia
Permissive Induktion liegt vor, wenn ein Gewebe bereits spezifiziert wurde, aber ein Signal zur Expression seiner spezifischen Merkmale notwendig ist
Motorneuronen im Rückenmark werden durch Bmp der roof plate induziert
JAK ist eine Tyrosinkinase
[3/3]
Sie haben mehrere entwicklungsrelevante Signalwege kennengelernt. Vervollständigen Sie die Tabelle so, dass erkennbar wird, welche Proteine in den Signalwegen interagieren. [6P]
a) welches Protein/welche Proteine im Signalweg werden proteolytisch modifiziert (abgebaut/abgeschnitten), je nachdem ob der Signalweg aktiv oder inaktiv ist?
b) beschreiben Sie, ob Proteinabbau den Signalweg aktiviert oder inaktiviert
Name Ligand
Name Rezeptor
Frizzled
Toll
Patched
Notch
[6/6P]
Wnt
a) ß-catenin
b) phosphorylierung inaktiviert
Spätzle
a) Cactus
b) phosphorylierung aktiviert
shh
a) Gli 1-3
Delta
a) NICD
b) geschnitten aktiv
[7P]
a) Was sind die Unterschiede zwischen Epimorphose und Morphallaxis? [2P]
b) Wo kommen die Blastemazellen bei einer amputierten Zebrafisch-Schwanzflosse her? [1P]
c) Aus welchen zwei Hauptzelltypen besteht es? [1P]
d) Was ist allo- bzw, isometrisches Wachstum und wie wird es in regenerierenden Schwanzflossen reguliert? [3P]
[7/7P]
Epimorphose = Bildung eines proliferierenden Blastemas, dass sich so weit vermehrt, dass der ganze Körperteil regeneriert werden kann
Moprhallaxis = keine blastembildung —> vorhandenes Gewebe wird nur “umgebaut”
b) aus dedifferenzierten, reifen Osteoblasten
c) Osteoblasten & fibroblastähnliche Zellen
d)
allometrisch = proximales Wachstum verläuft schneller als distales
—> Calcineurin ist inaktiv
isometrisch = gleich bleibende Wachstumsgeschwindigkeit
—> Calcineurin ist aktiv
Welche experimentellen Schritte sind durchgeführt worden um zu beweisen, dass die Zellen des Oberarmknochens eines erwachsenen Axolotls nach der Amputation wieder zu Oberarmknochen werden (nicht aber zu Dermiszellen)? [2P]
[2/2P]
Oberarmknochen eines transgenen GFP-Axolotls wird in Oberarm eines gesunden Wildtyps transplantiert
Stelle wird nach Heilung amputiert
—> am gebildeten Glied sind weiterhin nur Knochen transgen mit GFP
—> zeigt: Zellen des Blastemas differenzieren sich wieder in ihre Ursprungsidentität zurück und werden kein anderes Gewebe nach Regeneration
Welche Aussagen zur Behandlung und Heilung mit iPS Zellen von Mäusen, die an Sichelzellanämie leiden, sind richtig? [2P]
Der kranken Maus werden zu Beginn embryonale Stammzellen entnommen
Reprogrammierung geschieht durch Expression von Oct4, Sox2, Klf4 und c-Myc
Entnommene Zellen werden genetisch korrigiert und dann zu iPS Zellen reprogrammiert
Die kranke Maus erhält zu Blutstammzellen differenzierte iPS Zellen als Transplantat
Signalwege aus der Vorlesung [je 1P -> 3P]
a) Wodurch wird das Raf Protein direkt aktiviert?
b)Welche enzymatische Aktivität hat Raf?
c) Welcher Transkriptionsfaktor agiert nach Phosphorylierung als Repressor im Zellkern?
d) Welches Protein, das einen Repressor verdrängt, wird nach Phosphorylierung proteolytisch abgebaut?
e) Durch welche Kinase werden die Smad-Proteine 1, 5 und 8 direkt aktiviert?
f) Wie könnte eine dominant-negative BMP-Rezeptor Mutation auf Molekülebene aussehen?
[2,5/3P]
a) Ras-GTP (inaktiviert: Ras-GDP)
b) phosphoryliert die MAPK
c) Gli^R
d) ß-Catenin
e) Ser/Tyr-Kinase
f)
Fliegen entwickeln Halteren statt Flügeln am 3. Thoraxsegment. Erläutern Sie, welches Gen dafür verantwortlich ist, woher man das weiss, und warum man in diesem Zusammenhang vorsichtig sein sollte, Rückschlüsse auf die molekulare Regulation der Flügelentwicklung bei Libellen oder Schmetterlingen zu ziehen. [4P]
[3,5/4P]
Ubx in Drosophila in Abdominalsegmenten und in T3 (Thorax) exprimiert —> induziert Halteren
bei Inaktivierung von Ubx in diesem Segment: Drosophila entwickelt zweites Flügelpaar
Falscher Schluss:
Ubx ist nicht in den T-Segmenten von Libellen & Schmetterlingen exprimiert
—> da diese zwei Flügelpaare haben
Fakt: Ubx in Lepidoptera & Libellen sogar in T2 & T3 exprimiert
—> Wechselwirkungen von Ubx und Flügelentwicklung bei diesen Gruppen hat sich über viele Jahre der Evolution verändert, sodass diese keine Halteren entwickeln
FEHLT: Wie können WW molekular aussehen?
Schildern Sie die Funktionen von bicoid in der Drosophila-Entwicklung.
Berücksichtigen Sie Ursprung, Verteilung und molekulare Interaktionen seiner Genprodukte. [4P]
[2,5/4P]
bicoid mRNA wird maternal an Eizelle abgegeben
—> wird anterior translatiert
bicois antiviert die Transkription von orthodenticle und huchback
(die ebenfalls ventral (?) exprimiert werden)
bicoid inhibiert gleichzeitig die Translation des posterioren Proteins caudal
—> Etablierung einer A-P-Identität in Drosophila
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