B05

Mathematische Modelle zur zeitlichen und räumlichen Dynamik des Wnt-Signalwegs und deren Funktion in der Entwicklung und Regeneration

Dauer der Förderung: 2017-2025

Projektleiter

Zusammenfassung

Der Fokus dieses Projektes liegt auf der Erstellung von mathematischen Modellen der zeitlichen und räumlichen Aktivitätsdynamik des Wnt-Signalwegs, die zu Mustern in der Wnt-Expression führen und einen Einfluss auf Symmetriebruch, Gewebeorganisation und Gewebeerhaltung haben. Die Mechanismen der Musterbildung werden am Beispiel der Entwicklung und Regeneration von  Hydra untersucht. Der Einfluss des Wnt-Signalwegs auf die Aktivierung von Stammzellen und der Differenzierung wird anhand der adulten Neurogenese in Mäusen modelliert. Die mechanistischen mathematischen Modelle werden in einem iterativen Prozess mit den Kooperationsprojekten in dem SFB erstellt und modifiziert.

Projektbezogene Publikationen

Injury-induced MAPK activation triggers body axis formation in Hydra by default Wnt signaling

Tursch A, Bartsch N, Mercker M, Schlüter J, Lommel M, Marciniak-Czochra A, Özbek S, Holstein TW. Proc Natl Acad Sci U S A. 2022 Aug 30;119(35):e2204122119. doi: 10.1073/pnas.2204122119. Epub 2022 Aug 22. PMID: 35994642

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The Wnt-specific astacin proteinase HAS-7 restricts head organizer formation in Hydra

Ziegler B, Yiallouros I, Trageser B, Kumar S, Mercker M, Kling S, Fath M, Warnken U, Schnölzer M, Holstein TW, Hartl M, Marciniak-Czochra A, Stetefeld J, Stöcker W, Özbek S. BMC Biol. 2021 Jun 9;19(1):120. 
PMID: 34107975

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Long-time shadow limit for a reaction–diffusion-ODE system

Kowall, C., A. Marciniak-Czochra, and A. Mikelic. February 2021. Applied Mathematics Letters. 106790.

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Hysteresis-driven pattern formation in reaction-diffusion-ODE systems

Alexandra Köthe, Anna Marciniak-Czochra  and  Izumi Takagi. American Institute of Mathematical Science. June  2020, 40(6): 3595-3627. doi: 10.3934/dcds.2020170

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Quiescence Modulates Stem Cell Maintenance and Regenerative Capacity in the Aging Brain

Kalamakis G, Brüne D, Ravichandran S, Bolz J, Fan W, Ziebell F, Stiehl T, Catalá-Martinez F, Kupke J, Zhao S, Llorens-Bobadilla E, Bauer K, Limpert S, Berger B, Christen U, Schmezer P, Mallm JP, Berninger B, Anders S, Del Sol A, Marciniak-Czochra A, Martin-Villalba A. Cell. 2019 Mar 7;176(6):1407-1419.e14. PMID: 30827680

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Post-Turing tissue pattern formation: Advent of mechanochemistry

Brinkmann F, Mercker M, Richter T, Marciniak-Czochra A. PLoS Comput Biol. 2018 Jul 3;14(7):e1006259. PMID:29969460

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Dynamical spike solutions in a nonlocal model of pattern formation

Marciniak-Czochra, S. Härting, G. Karch and K. Suzuki (2018, Mar 27), Nonlinearity 31: 1757.

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Revealing age related changes of adult hippocampal neurogenesis using mathematical models

Ziebell F, Dehler S, Martin-Villalba A, Marciniak-Czochra A. Development. 2018 Jan 8;145(1):dev153544. doi: 10.1242/dev.153544. PMID: 29229768

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Stable patterns with jump discontinuity in systems with Turing instability and hysteresis

Härting, S., A. Marciniak-Czochra, and I. Takagi. February 2017. Disc. Cont. Dyn. Systems A. 37: 757-800.

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Mechanochemical symmetry breaking in Hydra aggregates

Mercker M, Köthe A, Marciniak-Czochra A. Biophys J. 2015 May 5;108(9):2396-407. doi: 10.1016/j.bpj.2015.03.033. PMID: 25954896

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A mechanochemical model for embryonic pattern formation: Coupling tissue mechanics and morphogen expression

Mercker M, Hartmann D, Marciniak-Czochra A. PLoS One. 2013 Dec 20;8(12):e82617. doi: 10.1371/journal.pone.0082617. eCollection 2013. PMID: 24376555

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