title: Generating genetic tools for the molecular analysis of stem cells in Nematostella vectensis
Creators: name: De Cillia, Elias Celso Theodor
Publisher: name: :none
Year: 2024

description: Das Verständnis von Regenerationsprozessen bei Metazoen ist eine große Herausforderung, insbesondere in Bezug auf die Rolle von Stammzellen. Diese Arbeit konzentriert sich auf Nematostella vectensis, ein cnidarian Modellorganismus mit bemerkenswerten regenerativen Fähigkeiten, um Werkzeuge zur Analyse von Stammzellpopulationen zu entwickeln und zu verbessern. Während Stammzellen wie interstitielle Zellen (i-Zellen) in Hydra vulgaris gut untersucht sind, bleibt die Identifikation und Charakterisierung ähnlicher Stammzellpopulationen in Anthozoans weitgehend unklar. Ziel dieser Forschung ist es, Werkzeuge zu etablieren, um Stammzellen in Nematostella vectensis zu identifizieren und zu verfolgen sowie potenzielle Stammzellmarker wie myc1 und myc3 zu untersuchen. Hier zeige ich, dass die Implementierung des Flippase-FRT-Systems zum genetischen lineage-tracing sowie die Verbesserung der Nitroreductase (NTR)-vermittelten Zellablation mithilfe neuer Prodrugs wie Nifurpirinol und Ronidazol die Analyse von Stammzellen erheblich verbessern. In situ Hybridisierung und transgene Linien identifizierten ein „Salt-and-Pepper“ Expressionsmuster für myc1 und myc3, was auf ihre potenzielle Rolle als Stammzellmarker hindeutet. Zusätzlich wurden Guide-RNAs für CRISPR-Mutantenlinien entworfen, welche sich als ausreichend effizient beim induzieren von Doppelsträngbrüchen erwiesen.. Diese Studie verbessert in erster Linie die Methoden zur Stammzellanalyse in Nematostella vectensis und untersucht zudem einige potenzielle Marker, was zum breiteren Verständnis der cnidarian Stammzellbiologie und ihrer evolutionären Bedeutung beiträgt.
description: Understanding regeneration across metazoans is a significant challenge, particularly in relation to the role of stem cells in this process. This thesis focuses on Nematostella vectensis, a cnidarian model organism with notable regenerative capabilities, to develop and refine tools for analyzing stem cell populations. While stem cells, such as interstitial cells (i-cells), have been well studied in Hydra vulgaris, the identification and characterization of similar stem cell populations in anthozoans remain unclear. This research aims to establish tools for identifying and tracking stem cells in Nematostella vectensis and to investigate potential stem cell markers like myc1 and myc3. Here, I show that the implementation of the Flippase-FRT genetic lineage tracing system and the enhancement of Nitroreductase (NTR)-mediated cell ablation using novel prodrugs, Nifurpirinol and Ronidazole, significantly improve our capacity to study stem cell dynamics. In situ hybridization and transgenic lines identified a single cell 'salt and pepper' expression pattern for myc1 and myc3, supporting their potential role as stem cell markers. Additionally, guide RNAs for CRISPR mutant lines were designed and found to be efficient in cutting. This study primarily advances the methodologies for stem cell analysis in Nematostella vectensis, with some exploration of candidate markers, contributing to the broader understanding of cnidarian stem cell biology and its evolutionary significance.