Prof. Dr. Stefan Berking  (pensioniert seit April 2008)
E-Mail: s.berkinguni-koeln.de
 

Es werden hauptsächlich  Nesseltiere (Cnidaria) verschiedener Taxa, bei Hydra auch vorhandene Mutanten  untersucht.

Zentrales Thema ist die Aufklärung der biochemischen Basis der Kontrolle der Muster- und Gestaltbildung im Zuge der Normalentwicklung, der Metamorphose und der Regeneration.
Besonderes Interesse richtet sich auf niedermolekulare inter- und intrazellular wirkende Signalmoleküle einschließlich Neurotransmitter. In den Projekten werden embryologische, zellbiologische und biochemische Methoden (u.a. HPLC und Massenspektroskopie) eingesetzt.

Über einen Vergleich der erhaltenen Ergebnisse erwarten wir einen Einblick in die grundlegenden Mechanismen der Kontrolle der Muster- und Gestaltbildung und die Evolution dieser Prozesse.

Ein typisches Nesseltier (Cnidaria) durchläuft zwei Metamorphosen, die erste von der freischwimmenden Larve zum festgewachsenen Polypen und die zweite vom Polypen zur freischwimmenden Meduse. Die Meduse ist das erwachsene Tier. Sie ist ähnlich gebaut wie der Polyp, hat aber, im Unterschied zum Polypen hochentwickelte Sinnesorgane. Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs wollen wir bei Aurelia aurita (Cnidaria, Scyphozoa) die Metamorphose vom Polypen zur Meduse, die sogenannte Strobilation, untersuchen. Ein Polyp von Aurelia bildet mehrere Medusen. Die Medusenbildung beginnt mit der Umwandlung des Polypenkopfes und schreitet dann nach basal fort. Es werden sukzessiv Geweberinge abgeschnürt, die sich schon vor der Abschnürung in Jungmedusen umwandeln. 
Die Strobilation hat Ähnlichkeit mit Prozessen der Segmentierung bei Bilateriern. Solche Prozesse sind bei Arthropoden und Vertebraten gut untersucht. Bei Anneliden z. B. ist, ähnlich wie bei Scyphozoen, mit der Bildung der Segmente der Übergang vom larvalen zum erwachsenen Zustand verbunden. Ob die Ähnlichkeiten der Segmentierung bei den Schwestergruppen Bilateria und Cnidaria nur oberflächlich sind oder eine gemeinsame Grundlage haben, ist Gegenstand der Untersuchungen.  (Details)

Signalmoleküle nehmen eine entscheidende Vermittlerrolle bei der Kontrolle von Entwicklungsvorgängen ein. Die Bindung von Signalmolekülen an Rezeptoren aktiviert eine Signalkaskade, deren Wirkung durch Phosphorylierungvorgänge von Folgesubstraten vermittelt wird. Als früheste molekulare Antwort ist die Änderung in der Transkriptionsrate von sogenannten early- oder immediate response genes bekannt. Wir sind daran interessiert, die molekularen Bestandteile von Signalkaskaden, welche bei Nesseltieren eine Funktion in den unterschiedlichen Entwicklungsabschnitten einnehmen, zu isolieren und zu charakterisieren. Im Besonderen werden Early Response Gene (ERG) bearbeitet. Diese erlauben uns im weiteren einen Zugriff auf die Isolierung von Signalmolekülen.

Untersucht wird der Einfluß von Chemikalien auf die Embryogenese und die Gestaltbildung. Ziel ist, aus der Struktur eines Moleküls seine toxischen Eigenschaften abschätzen zu können (QSAR). Ziel ist weiterhin herauszufinden, ob Substanzfamilien organspezifische Schädigungen bewirken. Untersucht werden das Nesseltier (Cnidaria) Hydractinia echinata und der Fisch Brachydanio rerio.