Peters, Marc: Funktionelle neuroanatomische Analyse eines nahrungsabhängigen Schaltkreises in Drosophila melanogaster. - Bonn, 2014. - Dissertation, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn.
Online-Ausgabe in bonndoc: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:5n-35279
@phdthesis{handle:20.500.11811/6048,
urn: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:5n-35279,
author = {{Marc Peters}},
title = {Funktionelle neuroanatomische Analyse eines nahrungsabhängigen Schaltkreises in Drosophila melanogaster},
school = {Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn},
year = 2014,
month = mar,

note = {Eine weltweit zunehmende Fehlernährung und die damit verbundenen Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes haben die Aufklärung neuropeptiderger Systeme vorangetrieben, die an einer Regulation der Nahrungsaufnahme beteiligt sind. Das zentrale Nervensystem übernimmt eine übergeordnete Rolle bei der Koordination dieser Systeme. In Drosophila melanogaster wurde eine Gruppe von 20 Neuronen identifiziert, die an der Steuerung des Fressverhaltens beteiligt sind. Diese Neurone exprimieren hugin, das für zwei Neuropeptide, Hugin und Pyrokinin-2, kodiert. Aus In vitro Untersuchungen war bekannt, dass beide Neuropeptide zwei G-Protein-gekoppelte Rezeptoren, CG8795 und CG8784, aktivieren. Die Analyse der potentiellen Hugin-Rezeptoren ermöglichte im Verlauf dieser Arbeit eine Aufklärung der Morphologie und der nahrungsabhängigen Funktion des Hugin-Schaltkreises.
Die bisher unbekannten Expressionsmuster von CG8795 und CG8784 konnten in Drosophila-Larven durch die Erzeugung transgener Fliegen visualisiert werden. CG8795 wurde in einer Subpopulation der Hugin-Neurone exprimiert, woraus eine autokrine Funktion von Hugin gefolgert wurde. In vivo Aufnahmen zeigten eine Expression von CG8784 in sensorischen Rezeptorneuronen der Geschmacksorgane. Gustatorische Informationen werden im Suboesophagialganglion, einem Areal des Gehirns, prozessiert. Mit Hilfe der GRASP-Methode (GFP reconstitution across synaptic partners) konnte eine Kontaktaufnahme gustatorischer Rezeptorneurone mit den Hugin-Neuronen nachgewiesen werden. Für Pyrokinin-2 war eine muskelstimulatorische Funktion bekannt und ausgehend vom ventralen Nervensystem war die Verbindung der CG8784-Neurone mit Muskeln des Hautmuskelschlauchs erkennbar. Durch die optogenetische Untersuchung der neuronalen Aktivität im ventralen Nervensystem konnte eine CG8784-vermittelte modulatorische Funktion von Hugin auf die larvale Fortbewegung angenommen werden. Neuronale Projektionen einer Subpopulation der Hugin-Neurone führen in den übergeordneten Hirnbereich, das Protocerebrum. Entlang dieser Projektionsbahnen wurde ein direkter Kontakt mit neurosekretorischen Zellen nachgewiesen, die eine Expression von CG8784 zeigten und als Insulin-produzierende Zellen identifiziert wurden. Nach der Aufnahme proteinreicher Nahrung wird aus diesen Zellen das Insulin-Homolog Drosophila Insulin-like peptide Dilp2 freigesetzt, was eine erhöhte systemische Insulin-Signalkaskade zur Folge hat. Unter Hungerbedingungen wird Dilp2 im Wildtyp zurückgehalten. Durch die lokale Überexpression von CG8784 in den Insulin-produzierenden Zellen konnte in dieser Arbeit eine erhöhte Freisetzung von Dilp2 induziert werden. Mittels einer Deletion der genregulatorischen Region wurde eine Nullmutante von CG8784 erzeugt, die eine weiterführende funktionelle Untersuchung des potentiellen Hugin-Rezeptors ermöglicht. Aus den vorliegenden Analysen konnte eine nahrungsabhängige, regulatorische Funktion der Hugin-Signalkaskade auf die Energiehomöostase abgeleitet werden.},

url = {http://hdl.handle.net/20.500.11811/6048}
}

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