title: Functional analysis of siRNA mediated knockdowns of fibroblast growth factors in Hydra vulgaris
Creators: name: Reichart, Lisa
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2020
Subjects: Hydra vulgaris
cell differentiation
fibroblast growth factor
hydra vulgaris, fgf, fibroblast growth factor, siRNA, cell differentiati
Life sciences
Biowissenschaften, Biologie
siRNA
FGF

description: Die Signaltransduktion durch Fibroblastenwachstumsfaktorrezeptoren (engl. fibroblast growth factor receptors, FGFRs) ist wichtig f¨ur Wachstums- und Entwicklungsprozesse von Tieren. Bei dem S¨ußwasserpolypen Hydra vulgaris sind zwei FGFRs bekannt, sowie ein weiterer den FGFRs ¨ahnlicher Rezeptor (FGFR-like) ohne intrazellulare Kinasedom¨ane. FGFRa, auch als Kringelchen bezeichnet, ist wegen seiner Rolle in dem Abl¨oseprozess der Knospe ein unabdingbarer Faktor in ihrer Entwicklung. Bisher ist allerdings unbekannt, welche extrazellul¨aren Liganden an FGFR von Hydra binden und diese relevante Signaltransduktionskaskade aktivieren. In der vorliegenden Arbeit wurden f¨unf zuvor identifizierte potenzielle FGFs auf ihre m¨oglichen Funktionen in Hydra untersucht. Die Analyse von Gen- und Proteinexpressionsmustern unterschiedlicher FGFs in verschiedenen Hydra St¨ammen weist auf evolution¨ar konservierte, vielf¨altige Funktionen der FGFs in der Knospenabl¨osung, Neurogenese, Migration, Zelldifferenzierung und in der Regeneration von Kopf- und Fußstrukturen in Hydra hin. Mit Hilfe der siRNA-Elektroporation wurden die Effekte eines Knockdowns von FGFs und FGFR in Hydra untersucht. Dabei konnten die bereits zuvor beobachteten Ph¨anotypen, erzeugt durch pharmakologische Inhibition mit dem FGFR-Inhibitor SU5402, das Einbringen von Phosphorothioate-Antisense-Oligonukleotiden oder der Verwendung dominant-negativer FGFR Mutanten, erfolgreich reproduziert werden. Zus¨atzlich zeigte der siRNA Knockdown eine m¨ogliche Funktion von FGFRa in der Neuronenentwicklung und von FGFc in der Differenzierung der I-Zellen. Zusammenfassend gew¨ahrt diese Arbeit neue Einblicke in m¨ogliche Funktionen verschiedener FGFs in Hydra und dient damit als Grundlage f¨ur weitere Untersuchungen zur Interaktion von FGFs und FGFRs diesem Organismus.
description: Fibroblast growth factor receptor (FGFR) signaling is crucial in animal development. Two FGFRs and one FGFR-like receptor, which lacks the intracellular domain, are known in the Cnidarian Hydra vulgaris. FGFRa, also known as Kringelchen, is an important factor in the developmental process of budding, as it controls the detachment of the bud. It is still unknown, which extracellular ligands are responsible for the start of the relevant signal transduction cascades in Hydra. This study gives first insights into the potential functions of five FGFs previously identified in Hydra. Analysis of the gene and protein expression patterns of different FGFs in several Hydra strains suggest that FGFs may comprise evolutionary conserved, multiple functions in bud detachment, neurogenesis, migration and cell differentiation, as well as in the regeneration of head and foot structures in Hydra. The electroporation of siRNAs into adult Hydra was used to analyze knockdown effects of FGFs and FGFRs in Hydra. This method was efficiently reproducing phenotypes obtained using the FGFR inhibitor SU5402 or, alternatively phosphorothioate antisense oligonucleotides or a dominant-negative FGFR mutant. Additionally, the siRNA-mediated knockdown showed a potential function of FGFRa in neuronal development and of FGFc in the differentiation of I-cells. In summary this work provides new insights into potential functions of FGFs and FGFRs in the model organism Hydra vulgaris and provides a basis for further studies investigating interactions of FGFRs and FGFs in this organism.