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Molekulare Grundlagen der Embryonalentwicklung

Für Studierende der Humanmedizin, Molekularmedizin und Biologie

Die vorliegende Darstellung der molekularen Grundlagen entwicklungsbiologischer Prozesse wendet sich an Studierende der Humanmedizin, Molekularen Medizin und Biologie, die über die beschreibenden Abhandlungen embryologischer Prozesse hinaus Informationen über die zugrundeliegenden Mechanismen erhalten wollen. In den vergangenen Jahrzehnten hat eine Wissensexplosion auf dem Gebiete der Entwick-lungsbiologie stattgefunden, durch die erstmals ein kausales Verständnis von Entwicklungsabläufen möglich geworden ist. Dabei hat sich gezeigt, dass schon im frühen Embryo ein erstaunlich hoher Grad an Komplexität erreicht wird, der darauf beruht, dass Zellen in vielfältiger Weise miteinander kommunizieren und so differenzielle Genexpressionen auslösen, durch die Zellvermehrung, Zelltod, Zelldifferenzierung und nicht zuletzt die morphogenetischen Prozesse reguliert werden. Da Reparaturmechanismen und Differenzierungsvorgänge im adulten Organismus auch den entwicklungsbiologischen Gesetzmäßigkeiten unterliegen, ist ein Verständnis der zugrunde-liegenden molekularen Mechanismen für den angehenden Mediziner unerläßlich.

Die Embryologie ist daher nicht länger ein separates „Orchideenfach“ innerhalb der Anatomie, sondern sie hat sich zu einem zentralen Fach innerhalb der gesamten Medi-zin entwickelt. In der postgenomischen Ära ist die Analyse von Gen- und Proteinfunk-tionen von essentieller Bedeutung. So sind beispielsweise die molekularen Grundla-gen der Gefäßentwicklung nicht nur für den Entwicklungsbiologen von theoretischem Interesse, sondern auch für den Kardiologen oder Angiologen, der bei Patienten mit Durchblutungsstörungen bestrebt sein muss, den Prozess der Gefäßbildung zu reaktivieren. Die neuerdings auch in der Öffentlichkeit geführten Diskussionen um die Gewinnung und Anwendung embryonaler Stammzellen für therapeutische Maßnahmen beleuchten diesen Aspekt die Aktualität dieser Forschungsrichtung.
Da es uns in erster Linie darum geht, einen Zugang zur modernen entwicklungsbiologischen Forschung herzustellen, war es aus Gründen der gebotenen Kürze diese Abhandlung notwendig, die grundlegenden Mechanismen beispielhaft darzustellen sowie eine Auswahl von Organsystemen zu treffen. Die Aufzählung der in diesem Zusammenhang interessierenden Gene, Transkriptionsfaktoren und Signalmoleküle musste ebenfalls zwangsläufig unvollständig bleiben. Auf die Erörterung der ver-schiedenen intrazellulären Signaltransduktionswege wurde ebenfalls verzichtet.
Wir haben einen beträchtlichen Teil der Originalliteratur und der Übersichtsarbeiten zu den einzelnen Abschnitten aufgeführt, um interessierten Lesern die Möglichkeit zu bieten, ihr Wissen weiter zu vertiefen.

Dieses kurze Lehrbuch kann keine ausführlichen deskriptiven Darstellungen der Embryonalentwicklung des Menschen ersetzen. Wir haben deshalb zur Erläuterung des Textes nur wenige schematische Skizzen eingefügt, für deren sorgfältige Ausarbeitung wir Herrn Jens Burlefinger, Freiburg, danken. Das vorliegende Büchlein ist auf Wunsch unserer Studierenden zur Rekapitulation und Ergänzung des Vorlesungsstoffes abgefaßt worden und wir hoffen, dass es über Freiburg hinaus den einen oder anderen interessierten Leser findet, der nach den Gesetzen fragt, nach denen wir gemacht sind.