Molekulare Pathologie Und Embryologie Von Hoxd13- Assoziierten Fehlbildungen Der Extremitäten
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Molekulare Pathologie und Embryologie von Hoxd13- assoziierten Fehlbildungen der Extremitäten Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades des Doktors der Naturwissenschaften (Dr. rer. nat.) eingereicht im Fachbereich Biologie, Chemie, Pharmazie der Freien Universität Berlin vorgelegt von Pia Bianca Kuss aus Krefeld März 2009 Die vorliegende Arbeit wurde im Zeitraum November 2004 bis März 2009 am Max-Planck-Institut für Molekulare Genetik unter der Leitung von Prof. Dr. Mundlos angefertigt. 1. Gutachter: Prof. Dr. Stefan Mundlos Max-Planck-Institut für molekulare Genetik Ihnestr. 73, 14195 Berlin Tel. 030 8413 1449 E-Mail: [email protected] 2. Gutachterin: Prof. Dr. Petra Knaus Institut für Biochemie Freie Universität Berlin Thielallee 63, 14195 Berlin Tel. 030 838 52935 E-Mail: [email protected] Disputation am : 03. Juni 2009 Hoffnung ist nicht die Überzeugung dass etwas gut ausgeht, sondern die Gewissheit, dass etwas Sinn hat, egal wie es ausgeht. V. Havel Selbstständigkeitserklärung Hiermit erkläre ich, dass ich die vorliegende Arbeit selbst angefertigt und keine anderen, als die hier angegebenen Hilfsmittel verwendet habe. Ich versichere, dass ich diese Arbeit weder in dieser noch in einer anderen Form bei einer anderen Prüfungsbehörde eingereicht habe. Berlin, den 20. März 2009 --------------------------------------- Pia Kuss Danke! Entgegen der akademischen Regeln gilt mein herzlichster Dank in allererster Linie meinem Vater und meinem Bruder Philipp. Ohne meine Familie wäre ich nicht der Mensch der ich bin, und schon gar nicht an dem Punkt, an dem ich nun bin. Danke für Eure Unterstützung, Euer Vertrauen und Eure Zuneigung...und dafür, dass ich meinen Weg weiter gehen konnte. Ich durfte erleben und lernen, dass Zusammenhalten das Wichtigste im Leben ist. Weiterhin waren am Gelingen dieser Arbeit viele Menschen beteiligt, denen ich an dieser Stelle für die verschiedensten Dinge meinen Dank aussprechen möchte. Herrn Prof. Dr. Stefan Mundlos danke ich sehr herzlich für die Überlassung des interessanten Themas, für die sehr persönliche, nette Betreuung, sein fortwährendes Interesse am Werdegang der Arbeit, seine Unterstützung und äußerst konstruktive Diskussionen, sowie die Möglichkeit mich auch im Ausland weiterbilden zu dürfen. Weiterer Dank gilt Prof. Dr. Petra Knaus, durch deren Vorschlag ich überhaupt in Berlin gelandet und auf diese Gruppe aufmerksam geworden bin. In all den Jahren hat sie sich stets interessiert und war freundlicherweise auch bereit, das Korreferat zu übernehmen. An dieser Stelle geht auch ein Dank an Danny Chan in Hongkong, Malcom Maden in Florida, Susann Reijntjes in London und Elazar Zelzer in Israel für die fruchtbaren wissenschaftlichen Gespräche, die Möglichkeit mich methodisch zu unterstützen und mir dabei Neues beizubringen, sowie die Ermutigung während der Forschungsarbeit. Natürlich möchte ich auch allen Mitgliedern der AG Mundlos danken, für die lebhafte, lustige und freundliche Arbeitsatmosphäre. Im Speziellen geht hier ein dickes Danke an Florian Witte und Nadine Kossler. Ohne Euch hätte ich für die meisten Versuche mehr Anlauf gebraucht und die Arbeit hätte deutlich weniger Spaß gemacht. Besonders Danke auch für alles nicht-biologische, dass immer offene Ohr…das Mutmachen, Lachen und da sein! Ebenfalls Danke an Nicole Rösener, für tatkräftige Unterstützung und Janine Wetzel, für traumhafte Mausarbeit und enorme Zuverlässigkeit. Ein großes Dankeschön selbstverständlich auch an Jochen Hecht, Sigmar Stricker, Petra Seemann, Mareen, Annika, Franzi und all die anderen Kollegen für Hilfestellungen und Ratschläge…und allen Kollegen von der STA, gerade fürs nicht-biologische! Aber auch Menschen außerhalb des Labors möchte ich danken, die mich Arbeit und Kummer vergessen ließen und immer wieder für Freude, Kraft, Zuspruch und Spaß sorgten. Hannah, Kathrin und Birgitt, sowie Simon, Rob und Daniel, mit die wichtigsten Menschen in meinem Leben, auf deren Freundschaft und Hilfe ich immer zählen darf, die mir in allen Lebenslagen zur Seite stehen! …und Lukas natürlich, dem Besten an der ganzen Doktorarbeit! Für alles… für meine Mama… Inhaltsverzeichnis 1. EINLEITUNG 1 1.1 DER URSPRUNG DER EXTREMITÄTEN VON LANDWIRBELTIEREN................................................1 1.2 DAS SKELETT ..................................................................................................................................1 1.3 EXTREMITÄTENENTWICKLUNG WÄHREND DER EMBRYONALEN ENTWICKLUNG.......................1 1.3.1 DIE MUSTERBILDUNG ...................................................................................................................1 Anterior-posteriore Achse ...........................................................................................................2 Dorso-ventrale Achse ..................................................................................................................2 Proximo-distale Achse.................................................................................................................3 1.3.2 RETINSÄURE..................................................................................................................................4 1.3.3 KNOCHENENTWICKLUNG ..............................................................................................................5 Desmale Ossifikation...................................................................................................................5 Chondrale Ossifikation ................................................................................................................5 1.4 HOX-GENE.......................................................................................................................................6 1.4.1 ENTSTEHUNG UND ALLGEMEINES .................................................................................................6 1.4.2 HOX-GENE WÄHREND DER MUSTERBILDUNG ...............................................................................8 1.4.3 DIE REGULATION DER HOX-GENE ................................................................................................9 1.5 HANDFEHLBILDUNGEN .................................................................................................................10 1.5.1 POLYDAKTYLIE ...........................................................................................................................10 1.5.2 SYNDACTYLIE .............................................................................................................................11 1.5.3 SYNPOLYDACTYLIE (SPD) DURCH MUTATIONEN IN HOXD13 ....................................................11 2. ZIELSETZUNG 13 3. MATERIAL 14 3.1 GERÄTE .........................................................................................................................................14 3.2 VERBRAUCHSMATERIALIEN .........................................................................................................15 3.3 CHEMIKALIEN ...............................................................................................................................16 3.4 PUFFER/ LÖSUNGEN......................................................................................................................19 3.5 MOLEKULARBIOLOGISCHE REAKTIONSSYSTEME/ KITS ............................................................21 3.6 ENZYME.........................................................................................................................................21 3.7 VERWENDETE BAKTERIENSTÄMME.............................................................................................21 3.8 ZELLLINIEN ...................................................................................................................................21 3.9 ANTIKÖRPER .................................................................................................................................22 3.10 COMPUTERPROGRAMME ..............................................................................................................22 3.11 PRIMER ..........................................................................................................................................23 I 4. METHODEN 26 4.1 TIERE .............................................................................................................................................26 4.1.1 MÄUSE.........................................................................................................................................26 4.1.2 HÜHNCHEN ..................................................................................................................................26 4.2 HISTOLOGIE...................................................................................................................................27 4.2.1 SKELETTPRÄPARATIONEN............................................................................................................27 4.2.2 PARAFFINEINBETTUNG ................................................................................................................27 4.2.3 PLASTIKEINBETTUNG...................................................................................................................27 Plastikschneiden.........................................................................................................................28 Entplasten...................................................................................................................................28