Signalskalierung während der Regeneration der Extremitäten

Axolotls wachsen im Laufe ihres Lebens von 1 cm bis 25 cm Körperlänge. Während dieser Zeit können sie ihre Gliedmaßen regenerieren, und es ist noch nicht bekannt, wie der Regenerationsprozess so abgestimmt ist, dass die regenerierte Gliedmaße der Größe d es Tieres entspricht. Dies ist eine wichtige Frage, die es zu untersuchen gilt, da sie uns einen Einblick in die Konstruktion von Organen in Erwachsenengröße für den Menschen geben könnte. Der Regenerationsprozess hängt davon ab, dass Zellen von zwei entgegengesetzten Enden des regenerierenden Gewebes miteinander kommunizieren. Es wäre, als ob das regenerierende Gewebe ein wachsender Fussballplatz wäre, auf dem die Torhüter miteinander reden müssten. Wir wollen wissen, wie der Kommunikationsprozess so angepasst ist, dass er über die kleineren und die grösseren Längenskalen funktioniert. Dazu untersuchen wir, wie wandernde Moleküle ihre Diffusionseigenschaften verändern und wie sich die Empfindlichkeit gegenüber diesen wandernden Kommunikationsmolekülen in Abhängigkeit von der Tiergröße verändert.

Der Axolotl kann seinen Arm in jedem Lebensstadium regenerieren. Die Regeneration erfolgt durch eine Ansammlung von Stammzellen, die sich an der Amputationsstelle bilden. Diese Stammzellzone ist hunderte Male größer als die Stammzellzone, aus der sich die Gliedmaßen im Embryo entwickeln. Die Stammzellen müssen miteinander kommunizieren, damit sich die Gliedmaßen entwickeln und regenerieren können. Bislang war nicht bekannt, wie die Zellen während der Regeneration über eine im Vergleich zur Entwicklung um ein Vielfaches größere Distanz hinweg kommunizieren können. Wir haben gezeigt, dass sich die Signale der Zellen entsprechend der Größe des Axolotls über eine viel größere Entfernung ausbreiten. Es gibt eine Rückkopplungsregulation, um die Reichweite der Signale an die Größe des Gewebes anzupassen. Wir arbeiten daran, die Schlüsselfaktoren zu identifizieren, die diese Signalausbreitung in regenerierendem Gewebe verursachen.