Die sensorische Wahrnehmung von Fruktose: Anweisungen des peripheren Nervensystems zur Auswahl geeigneter Verhaltensweisen bei der Larve von Drosophila melanogaster

• Antragsteller: Professor Dr. Andreas Stephan Thum
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 432195391

Geschmacksreize sind für ein Tier von entscheidender Bedeutung, um seine Umgebung auf energiereiche Nahrungsquellen zu untersuchen, um das Überleben zu erhalten und unangenehme oder giftige Substrate zu vermeiden. Zucker sagen oft einen Nährwert voraus und werden als attraktiv und lohnend empfunden. Daher lösen zuckerreiche Nahrungsquellen eine Reihe von Verhaltensweisen aus, darunter Attraktion, Nahrungsauswahl und den Verzehr von Nahrung - Aktionen, die für alle Tiere von grundlegender Bedeutung sind. Insekten zum Beispiel - wie Drosophila - werden von den meisten Zuckern angezogen, die auch vom Menschen bevorzugt werden.Ausgeklügelte Mechanismen, die es Drosophila ermöglichen, Zucker zu erkennen, zu bewerten und zu konsumieren, sind für ihre Larve - die Wachstumsphase des Tieres - von besonderer Bedeutung. Diese Zeitspanne des Lebenszyklus ist auf nur etwa 5 Tage beschränkt, in denen das Tier sein Gewicht auf das mehr als hundertfache erhöht. Sie wachsen von einer winzigen Larve von etwa 10 μg zu einer Larve, die bei der Verpuppung etwa 2 mg wiegt. Die Hauptnährstoffe, von denen bekannt ist, dass sie für diese Phase des schnellen Wachstums entscheidend sind, sind neben Aminosäuren auch Zucker. Um diese Substanzen effizient nachzuweisen, verwendet die Larve ein numerisch einfaches, aber effizientes peripheres Nervensystem.Dementsprechend werden wir in diesem Projekt analysieren, wie das periphere Nervensystem Fruktose-Reize aus seiner Umgebung wahrnimmt und verarbeitet, um die richtige Aktion zum richtigen Zeitpunkt auszuwählen. Mit den kürzlich etablierten Konnektom, Split-Gal4 Linien, einem neu etablierten Larven-Standard-Gehirnatlas (www.larvalbrain.org) und etablierten Assays, die das Larvenverhalten mit hoher Geschwindigkeit und Auflösung überwachen und bewerten (FIM-Tracking), werden wir drei verschiedene Fruktose-bedingte Verhaltensweisen analysieren: Fruktose-Präferenz (wo soll gefressen werden), Fruktose-Aufnahme (was soll gefressen werden) und olfaktorisches Fruktose Lernen (wann soll gefressen werden). Zusammenfassend wollen wir eine Antwort darauf geben, wie das numerisch einfache und funktionell zugängliche larvale periphere sensorische System die Auswahl der nahrungsbedingten Verhaltensweisen instruiert. Eine Aufgabe, die jedes Tier lösen muss, um zu überleben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen