Die Bildung eines biologischen Kristalls durch Zellsortierung und Zelltod.

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Beschreibung: Die einzelnen Ommatidien (Facetten) des Fliegenauges werden unabhängig voneinander gebildet und sie schwimmen etwa zu 20% der pupalen Entwicklung noch ungeordnet in einer "Suppe" undifferenzierter Interommatidialzellen (IOZ). Zu diesem Zeitpunkt sind die optischen Achsen der Einzelaugen noch nicht ausgerichtet. Der Film beschreibt die nun einsetzende "biologische Kristallisation" des Komplexauges, wobei wir von oben auf die Augenimaginalscheibe auf ein im Zentrum des Ausschnittes befindliches Ommatidium schauen, das an den vier Kristallkegelzellen (KKZ) erkenntlich ist (die darunter befindlichen Lichtsinneszellen sind nicht sichtbar).
In der ersten Phase des Films sieht man, wie die beiden primären Pigmentzellen (PPZ) um die vier KKZ herumwachsen (was eine Präferenz der PPZ für die KKZ beinhaltet), bis dass sich die beiden PPZ kontaktieren und stoppen (fehlt eine PPZ wächst die verbliebene solange weiter, bis dass sie sich selbst kontaktiert, also bis dass auch sie die vier KKZ vollständig umschlossen hat).
Nach diesem Ereignis kommt es zu einer kurzen Ruhephase. Die einzelnen Ommatidien sind durch mehrere Zellschichten aus IOZ noch separiert.
Bei der nachfolgenden Zellsortierungsphase ordnen sich die IOZ in einer einschichtigen Reihe an, d. h. jede von ihnen sucht zumindest den Kontakt zu zwei PPZ (diese starke Präferenz der IOZ für den Kontakt mit PPZ entwickelt sich, weil entsprechende Zelladhäsionsproteine exprimiert werden, die diese Assoziation zwischen den verschiedenen Zelltypen stärker machen als diejenigen zwischen den gleichartigen IOZ [siehe "Irre cell recognition modul"].)
Nach dieser Zellsortierung ist das entstehende Komplexauge schon wesentlich besser geordnet und lässt seinen Aufbau aus regelmässigen Sechsecken (Hexagons) erkennen, aber es gibt noch zu viele Zellen in der Zellreihe zwischen den Ommatidien. In der Zelltodphase wird die Zellzahl reduziert, so dass in drei Ecken tertiäre Pigmentzellen und in den alternierenden drei Ecken Borstenzellen und jeweils zwischen zwei Ecken nur eine sekundäre Pigmentzelle überleben.

Lehrziel: Die differentielle Expression von Genen für Zelladhäsionsmoleküle programmiert die Sortierung von Zellen: a) das Wachstum der PPZ um die KKZ. b) die Sortierung der IOZ in eine Reihe.

Methodik: Trickfilm basierend auf konfokalen Aufnahmen fixierter Augenimaginalscheiben unterschiedlicher Entwicklungsstadien.

Text und Bild zur Zellsortierung im Neurogenetikkapitel aus Seyffert et al. | Andere Lehrfilme