Intra- and interspecies comparison of rhodopsin expression in the retina of Drosophila

• Antragsteller: Dr. Jens Rister
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 207887987

Die Retina von Drosophila besteht aus etwa 700 Ommatidien (Einzelaugen), die verschiedene Photorezeptoren (PR) beinhalten. Das Farbensehen wird von den R7 PR, die eines von zwei UV-sensitiven Rhodopsinen (Rh; Rh3 oder Rh4) exprimieren, und den darunterliegenden R8 PR vermittelt, die entweder blau-sensitives Rh5 oder gruen-sensitives Rh6 enthalten. R7 und R8 sind in zwei Subtypen miteinander gekoppelt, die stochastisch verteilt sind: In Laborstaemmen haben 70% der Ommatidien Rh4 in R7 und Rh6 in R8, waehrend die restlichen 30% Rh3 in R7 und Rh5 in R8 exprimieren. Obwohl das Muster in einzelnen Fliegen variabel ist, so scheint das 30:70 Verhaeltnis evolutionaer konserviert zu sein. Die stochastische Anordnung erinnert an die Verteilung der Zapfen in der menschlichen Retina, wobei jedoch das Verhaeltnis bestimmter Zapfentypen von Individuum zu Individuum variiert. Dieser Antrag will die Variabilitaet in wildtypischen Fliegen untersuchen und verstehen, ob sie das Ergebnis eines verrauschten Mechanismus ist, der die stochastische Verteilung kontrolliert, oder ob sie auf Umwelteinfluessen oder genetischen Faktoren beruht. Dazu werde ich eine Kollektion verfuegbarer Drosophila Staemme nutzen, die vor kurzem aus natuerlichen Populationen abgeleitet und vollstaendig sequenziert wurden.Adressiert werden zwei Kernfragen: 1) Wie variabel ist das 30:70 Rh-Verhaeltnis in wildtypischen Drosophila melanogaster Fliegen? 2) Wie konserviert ist das Verhaeltnis in verwandten Drosophila Arten? Dies wird aufklaeren, wie robust die Mechanismen sind, die die stochastische Entscheidung, die Expression spezifischer Rh und die enge Kopplung der Rh in R7 und R8 PR kontrollieren. Ausserdem wird sich zeigen, ob Varianten mit beeintraechtigtem Farbensehen vorkommen, wie es beim Menschen der Fall ist. Die Polymorphismen, die die Variabilitaet verursachen, werden sowohl mittels des umfangreichen Werkzeugangebots bei Drosophila als auch verfuegbarer Sequenzdaten identifiziert werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Claude Desplan, Ph.D.