Konfokales Laserscanning-Mikroskop
Final Report Abstract
Das bewilligte Gerät wurde hauptsächlich genutzt, um das circadiane Schrittmacherzentrum der Madeira Schabe Rhyparobia maderae auf zellulärer Ebene zu charakterisieren. Durch Läsions- und Transplantationsversuche konnten wir die akzessorische Medulla (AMe) mit 12 assoziierten pigment-dispersing factor- immunreaktiven (PDF-ir) Neuronen am ventralen Rand der Medulla in den optischen Loben des Gehirns als das circadiane Schrittmacherzentrum der Madeira Schabe identifizieren. Um das Verzweigungsmuster der PDF-ir circadianen Schrittmacherzellen der Schabe genauer zu charakterisieren, wurden Mehrfachfärbungen mit einen Neuropil-Marker (anti-Synapsin) und anti-PDF durchgeführt und das 3D-Verzweigungsmuster der PDF-Neurone mit AMIRA-Software rekonstruiert. Interessanterweise korrelierte das Volumen der AMe mit den Volumen der Medulla, der Protocerebralbrücke und der oberen Einheit des Zentralkomplexes, was auf eine funktionelle Verbindung dieser Areale deutete. In einer weiteren immuncytochemischen Untersuchung mit Antiköpern gegen PDF und Orcokinin konnten wir zeigen, dass die Anzahl der PDF-ir Neurone von der Tageslänge und der Photoperiode abhängen. In Tieren, die unter Langtag-Bedingungen aufgezogen wurden nahm die Anzahl der mittelgroßen PDF-ir Neurone zu, während sie bei Tieren, die unter Kurztag-Bedingungen aufgezogen wurden, abnahm. Dabei zeigte sich, dass offensichtlich die Neuropeptid-Expression lichtabhängig gesteuert wird und nicht die Anzahl der überlebenden Zellen. Um den Lichteingang in die circadiane Schrittmacherregion der Schabe besser zu charakterisieren, wurde mit Mehrfachfärbungen gekoppelt mit MALDI-TOF und Peptid-Injektionen untersucht, welche neuropeptidergen Zellen die AMe mit den anderen optischen Neuropilen verbinden. Der GABA-ir distale Trakt verbindet die Noduli der AMe mit der Medulla und Lamina. Er kolokalisiert keine er untersuchten Neuropeptide wie Allatotropin (AT), myoinhibitory peptide (MIP), Orcokinin (Orc), oder PDF. Die Noduli, die offensichtlich ipsilateralen Lichteingang erhalten, zeigten auch anti-PDF-, anti-MIP-, und anti-AT-Immunreaktivität. Ein medianes Neuron der AMe kolokalisierte GABA-, MIP-, und AT-Immunreaktivität. Es verbindet die Glomeruli der AMe mit der Lobula und der Lamina. Es ähnelt einem vorher in intrazellulären Ableitungen charakterisiertem Neuron, das auf Licht reagierte. Deshalb wird vermutet, dass diese Zelle einen Lichtsynchronisationsweg vom ipsilateralen Komplexauge darstellt. Lichteingang vom kontralateralen Auge erreicht die AMe über ein anti-Orco und anti-MIP kolokalisertes ventrales und ein ebenso doppelt markiertes ventromedianes Neuron. Beide verzweigen in der internodulären Region der AMe, die offensichtlich die Ein- und Ausgangsregion zu Verbindungen mit dem Zentralgehirn darstellt. Damit gelang bisher die Charakterisierung wichtiger Lichteingangswege in die circadiane Schrittmacherregion der Schabe. Daneben wurden auch immuncytochemische Versuche mit Antikörpern gegen olfaktorische Rezeptoren, Neuropeptide und biogene Amine durchgeführt, um die olfaktorische Transduktionskaskade des Tabakschwärmers zu charakterisieren.
Publications
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