Konnektom Analyse der gesamten Drosophila: Verbindung des zentralen Nervensystem (ZNS) mit der Peripherie im larval Nahrungsaufnahmesystem

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Pankratz
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle und theoretische Netzwerk-Neurowissenschaften ; Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung seit 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 388367495

Die vollständige Kartierung der neuronalen Verbindungen eines Gehirns kombiniert mit einer Analyse dieser neuronalen Schaltkreise auf Ebene des Verhaltens und der Physiologie, wäre ein großer Fortschritt für die Neurowissenschaften. Meine Arbeitsgruppe/Wir ist/sind beteiligt an der Rekonstruktion des larvalen Drosophila-Gehirns bei einer Auflösung zur Identifizierung von Synapsen . Dabei konzentrierten wir uns auf senso-motorische Schaltkreise, die für das Fressverhalten verantwortlich sind. Kürzlich haben wir mit der vollständigen Analyse des Konnektoms einer Gruppe von peptidergen Neuronen in der subösophagialen Zone gezeigt, dass diese Neurone chemosensorische Eingänge auf endokrinen Zellen verschaltet sind. Im Moment verfolgen wir das Ziel motorische Schaltkreise zu rekonstruieren, die das neuronale Netzwerk für die Nahrungsaufnahme beinhalten. Zuerst werden wir alle Axone der pharyngealen Nerven idendtifizieren, die an der Nahrungsaufnahme beteiligt sind, und deren sensorische Projektionszonen im Zentralnervensystem kartieren. Danach werden wir alle Motoneuronen dieser Nerven und deren präsynaptische Partner identifizieren, welche die Pumpmuskulatur des Pharynx und die Muskeln der Mundhaken innervieren. Die Analyse dieser motorischen Systeme soll so weit gehen, dass auch alle neurosekretorischen Neurone kartiert werden, die zum neuroendokrinen Zentrum des Nervensystems, der Ringdrüse, projizieren. Vervollständigt werden sollen diese Untersuchungen sowohl durch physiologische Experimente mit ausgewählten Neuronen als auch mit einem Screen anhand bildgebenden Verfahren, bei dem bekannte Neurotransmitter sekretierende Neurone auf ihre Beteiligung an der Verarbeitung von Nahrungssignalen, z.B. Hungerantwort, überprüft werden. In der Summe hoffen wir mit diesen Auswertungen eine ausführliche Konnektom-Karte des sensorisch-motorischen Netzwerks im Gehirn von Drosophila zu erstellen, die für die Kontrolle der Nahrungsaufnahme verantwortlich ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen