Die Zielsetzung des ersten Projekts war es, die Rolle von cVax, cTbx5 und Ephrin-B2 bei der Faszikulierung und bei der Wegfindung von Ganglienzellaxonen in der embryonalen Hühnchenretina zu untersuchen. Zu Beginn wurde geklärt, ob und wann ein morphologischer Unterschied in der Axonfaszikelbildung entlang der dorsal-ventralen (DV)-Achse der Retina auftritt. Durch Färbung der Axone von retinalen Ganglienzellen (RGCs) mit einem Antikörper gegen Neurofilament und anschließender Laser-Scanning-Mikroskopie wurde festgestellt, dass ein DV-Unterschied des Axonfaszikelmusters bereits am embryonalen Tag (E) 6,5 erkennbar ist. Innerhalb der ventralen Nervenfaserschicht (NFL) faszikulierten die Axone zu dicken Bündeln, die in parallelen Bahnen zunächst zur optischen Fissur, dann zur optischen Papille wanderten. In der dorsalen NFL hingegen erzeugten die Axone auf ihrem Weg zur Papille ein Faszikelmuster, das sich deutlich von dem gröberen ventralen Muster unterschied. Dieser Unterschied wurde auch in der „reifen“ Retina (E18) beobachtet. Folglich muss dieses DV-Faszikelmuster eine Konsequenz der frühen axialen Musterbildung der Retina sein und kann nicht durch Unterschiede in der Myelinisierung von Axonen hervorgerufen werden, da diese erst in einem viel späteren Entwicklungsstadium einsetzt. Um zu untersuchen, ob ein vergleichbares DV-Muster auch in Säugetieren zu beobachten ist, wurden Retinae von Mäusen (CD-1-Stamm) mit dem Neurofilament-Antikörper gefärbt. Es stellte sich heraus, dass weder bei Retinae von embryonalen noch von adulten Mäusen ein solcher DV-Unterschied besteht. Literaturdaten wiesen darauf hin, dass eine Störung der Balance von EphB/Ephrin-B-vermittelten Axon-Axon-Kontakten bestimmte Wegfindungsfehler von RGC-Axonen in der embryonalen Mausretina verursacht. Daher wurden zunächst die mRNA-Expressionsmuster von EphB2, EphB3, Ephrin-B1 und Ephrin-B2 während der frühen Entwicklung der Hühnchenretina mittels nicht-radioaktiver in situ-Hybridisierungen untersucht. Es wurde festgestellt, dass sich die EphB- und Ephrin-B-Genexpression bereits am Tag E2,5 in stabile komplementäre DV-Domänen unterteilt. Hierbei lag der Schwerpunkt der EphB-Transkriptverteilung in der ventralen Hälfte der Retina und der von Ephrin-B-Transkripten in der dorsalen Hälfte. Weitere Experimente (E3,5- und E6,5-Retinae) und Literaturdaten zeigten, dass diese Transkriptverteilungen mindestens solange erhalten bleiben, bis die Mehrzahl der RGC-Axone die optische Papille erreicht haben, wo sie die die Retina verlassen, um den optischen Nerv zu bilden. Um zu prüfen, ob der Homöodomänen-Transkriptionsfaktor cVax einen Beitrag zur Axonfaszikulierung entlang der DV-Achse leistet, wurde er über die gesamte Hühnchenretina retroviral fehlexprimiert. Durch axon- und virusspezifische Antikörper-Doppelfärbungen infizierter E6,5-Retinae wurde festgestellt, dass die dorsalen RGC-Axone dickere Bündel bildeten, die denen in der ventralen Nervenfaserschicht (NFL) morphologisch sehr ähnlich sahen. Folglich war fehlexprimiertes cVax ausreichend, um das dorsale Axonfaszikelmuster zu ventralisieren. Die in vitro-Markierung von RGC-Axonen mit dem lipophilen Fluoreszenzfarbstoff DiI zeigte, dass der cVax-Phänotyp aus mindestens zwei Komponenten bestand. Erstens: Aus einem wellenförmigen, teilweise gestörten Axonfaszikelmuster in der dorsalen NFL. Zweitens: Aus Axonwegfindungsfehlern in unmittelbarer Umgebung der optischen Fissur. Insgesamt belegen die Ergebnisse, dass die Bildung des DV-Axonfaszikelmusters unter Kontrolle des DV-Regionalisierungsfaktors cVax steht. Die retrovirale Fehlexpression des T-Box-Transkriptionsfaktors cTbx5 war dagegen nicht ausreichend, um den DV-Unterschied des Axonfaszikelmusters aufzuheben. Jedoch reichte die retrovirale Fehlexpression des dominant-negativen cTbx5en-Allels aus, um das dorsale Axonfaszikelmuster zu ventralisieren. Weiterhin wurde durch in situ-Hybridisierung geprüft, ob die ektopische Expression von cTbx5 oder cTbx5en eine Änderung der Expressionsprofile von EphB- und Ephrin-B-Transkripten bewirkt. Die erwarteten Expressionsänderungen ließen sich jedoch weder nach cTbx5- noch nach cTbx5en-Fehlexpression beobachten. Um zu prüfen, ob die Balance von EphB/Ephrin-B-vermittelten Axon-Axon-Kontakten in der embryonalen Hühnchenretina durch Hinzufügen eines Ephrin-B-Liganden gestört wird, wurden EphB-Rezeptoren durch retrovirale Fehlexpression von Ephrin-B2 in vivo stimuliert. Die immunohistochemische Analyse infizierter E6,5-Retinae zeigte, dass dies zu unregelmäßig auftretenden Störungen des Faszikelmusters in der gesamten ventralen, aber nicht der dorsalen NFL führt. Um festzustellen, ob EphB/Ephrin-B2-vermittelte Faszikulierungsstörungen auch Axonwegfindungsfehler verursachen, wurden in Explantaten von E6,5-Retinae, die mit RCAS-Ephrin-B2 infiziert waren, RGC-Axone mit DiI markiert. Während die dorsalen Axone in parallelen Bahnen in Richtung Papille wuchsen, war die intraretinale Wegfindung ventraler Axone massiv gestört: viele Faszikel entbündelten sich, einzelne Axone verließen ihre parallelen Bahnen und wuchsen kreisförmig. Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass EphB/Ephrin-B2-vermittelte Axon-Axon-Kontakte an der Bildung des Axonfaszikelmusters – zumindest in der gesamten ventralen Hälfte der embryonalen Hühnchenretina – eine bedeutende Rolle spielen. Das zweite Projekt hatte zum Ziel, die Topographie von RGCs entlang der temporal-nasalen (TN)-Achse der embryonalen Hühnchenretina molekular zu charakterisieren. Unter der Annahme, dass Gene, die hierbei eine Rolle spielen, asymmetrisch exprimiert werden, wurde ein Screening mit nicht-kommerziellen Retina-cDNA-Microarrays entlang der TN-Achse durchgeführt. Zunächst wurden hierfür die Microarray-Methode und die Datenanalyse im Labor etabliert. Um Gene zu identifizieren, die potentiell nasal oder temporal exprimiert werden, wurden insgesamt 7 direkte Vergleiche zwischen nasalem und temporalem Retinagewebe von E6,5-Hühnchen durchgeführt. Als Zielmoleküle dienten nicht-amplifizierte mRNA-Moleküle, die direkt markiert wurden. Für die Auswertung wurden 4 TN-Vergleiche nach bestimmten Qualitätskriterien ausgewählt. Die anschließende Datenanalyse gliederte sich in drei Abschnitte. Erstens: Normalisierung der differentiellen Expressionsverhältnisse von cDNA-Klonen innerhalb der Microarrays. Zweitens: Skalierung der normalisierten Expressionsverhältnisse zwischen den Microarrays. Drittens: Auswahl von Kandidatengenen anhand von zwei Gütekriterien. Insgesamt wurden 13 Kandidaten-cDNA-Klone ausgewählt, die durch Sequenzierung und Datenbanksuche identifiziert wurden. Davon wurde der temporale Kandidat UCH-L1 (Ubiquitin Carboxy-terminale Hydrolase L1) und der nasale Kandidat CA-II (Carboanhydrase II) durch nicht-radioaktive in situ-Hybridisierungen auf ganzen E6,5-Hühnchenretinae bestätigt. Dabei diente der Microarray-cDNA-Klon von Visinin als Kontrolle, da durch in situ-Hybridisierung festgestellt wurde, dass der Verteilungsschwerpunkt von Visinin-Transkripten in der temporalen E6,5-Hühnchenretina lag. Das mRNA-Expressionsmuster von UCH-L1, das auf RGCs von temporal nach nasal verlief, wurde spätestens gegen E4,5 gebildet, wie in situ-Hybridisierung auf Retina-Kryoschnitten belegten. Die kodierende Sequenz des UCH-L1-Gens wurde aus E6,5-Hühnchenretina kloniert und sequenziert. Der offene Leserahmen von UCH-L1 umfasste 675 bp, woraus 224 Aminosäuren translatiert wurden. Damit hat das UCH-L1-Protein des Hühnchens eine molekulare Masse von 25,1 kDa. DNA- und Aminosäuresequenz wurden in der „EMBL Nucleotide Sequence Database“ abgelegt (AJ621938). Aus Literaturdaten ergab sich die Frage, ob UCH-L1 möglicherweise am Ubiquitin (Ub)-abhängigen Abbau von Zellmembran-Rezeptor-Proteinen im Axon oder Wachstumskegel von RGCs beteiligt ist und dadurch die Bildung der retinotektalen Projektion beeinflusst. Insbesondere EphA- und EphB-Rezeptoren kamen hierfür als Kandidaten in Frage, da diese Rezeptor-Tyrosinkinasen eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung der retinotektalen Karte spielen. Daher wurde durch den in vitro-Axonstreifenversuch untersucht, ob die Zielpräferenzen von RGC-Axonen durch retrovirale Fehlexpression von UCH-L1 gestört werden. Dabei wurden TN-Gewebestreifen von infizierten und uninfizierten E6-Hühnchenretinae miteinander verglichen, um die asymmetrische in vivo-Expression von UCH-L1 entlang der TN-Achse zwischen E4,5 und E6,5 zu berücksichtigen. Der Effekt der UCH-L1-Fehlexpression reichte jedoch nicht aus, um die Zielpräferenzen von nasalen RGC-Axonen und/oder temporalen RGC-Axonen zu ändern. Dennoch wurde in seltenen Fällen beobachtet, dass vereinzelte temporale Axone nicht nur auf dem anterioren Tektummembranstreifen wuchsen, sondern auch den direkt angrenzenden posterioren Streifen durchquerten. Diese Ereignisse wurden bei den Kontrollen nicht oder nur sehr selten beobachtet.