Somitogenese

Die Somitogenese ist der Entwicklungsprozess, bei dem das präsomitische Mesoderm des Wirbeltierembryos in regelmäßig segmentierte Blöcke, die Somiten, eingeteilt wird. Somiten liegen beidseits der Rückenachse in einer rostral–kaudalen Abfolge und bilden die Grundlage für das Achsenskelett, die Skelettmuskulatur sowie Dermis und Haut.

Der Ablauf wird durch ein Segmentierungsuhrwerk und eine Wellenfront gesteuert. Das Segmentierungsuhrwerk beschreibt zyklische Expressionsmuster von Genen in Notch-, Wnt- und FGF-Signalwegen im präsomitativen Mesoderm. Gleichzeitig etabliert sich eine Wellenfront durch posterior hohe FGF-/WNT-Signale und anterior zunehmende Retinoinsäure, die den Bestimmungsfront prägt. Wenn Zellen den Bestimmungsfront passieren, erreichen sie einen Schwellenwert des Uhrwerks, was zur Bildung einer Grenzzone führt und ein neuer Somiten block entsteht. Wichtige Gene sind Dll1, Lfng sowie Hes-Gamma-Notch-Genes; Mesp2 markiert in vielen Arten die Grenzbildung und initiiert die Epithelisierung.

Die Somiten differenzieren sich weiter in Strukturen, die Wirbelkörper und Rippen, Muskel- und Hautvorläufer umfassen. Das Skelett des Rumpfes entsteht überwiegend aus dem Sclerotom, während Dermomyotom und Myotom Muskel- und Hautvorläufer liefern; die genaue Aufteilung variiert leicht zwischen Arten. Insgesamt folgt die Somitogenese dem gemeinsamen Prinzip von Uhrwerk und Wellenfront, das die segmentale Organisation des Wirbelsäulenbaus ermöglicht.