Modalitäts-abhängige Funktion und Neuromodulation des nozizeptiven Netzwerks von Drosophila melanogaster

• Antragsteller: Professor Dr. Peter Soba
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen ; Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 436847066

Es ist von grundlegender Bedeutung für unser Verständnis der Funktion des Nervensystems, wie sensorische Reize spezifische neuronale Netzwerke aktivieren, um ein entsprechendes Verhalten zu erzeugen. Dies gilt auch für Nozizeption, d.h. der Wahrnehmung und Vermeidung von potentiell schädlichen oder negativen Reizen. Starke Hitze sowie mechanische Reize, welche möglicherweise für den Organismus schädlich sind, werden generell als nozizeptiv wahrgenommen und verursachen eine starke Vermeidungs- oder Fluchtantwort. Das nozizeptive System von Säugern und Drosophila kann verschiedene schädliche Reize wie Hitze und mechanische Stimuli wahrnehmen und unterscheiden. Wie jedoch das neuronale Netzwerk diese nozizeptiven Stimuli verarbeitet und in Verhalten umsetzt ist nicht gut verstanden. Wir untersuchen das nozizeptive Netzwerk in Drosophila Larven, um Netzwerkunterschiede bei der Kodierung von nozizeptiven mechanischen und thermischen Reizen zu analysieren. Sowohl starke Hitze als auch mechanische Stimulation führen in Drosophila Larven zu einer sehr ähnlichen stereotypen Verhaltensantwort. Unsere Vorarbeiten haben aber gezeigt, dass sich die daran beteiligten neuronalen Netzwerke deutlich unterscheiden und sie zudem ein Neuropeptid, das Neuropeptid Y-Homolog „short Neuropeptide F“ (sNPF), in unterschiedlichen Neuronen benötigen. Wir werden mit Hilfe von anatomischen, funktionellen und Verhaltens-Analysen die neuronalen Netzwerk-Einheiten, welche für mechanische oder thermische Nozizeption benötigt werden, identifizieren. Wir werden weiterhin sNPF-produzierende Neuronen identifizieren, welche für die Ausführung des korrekten Verhaltens durch den jeweiligen Stimulus wichtig sind. Zuletzt, werden wir die Zielzellen von sNPF in diesen Netzwerken identifizieren und anschließend charakterisieren, indem wir die Signaltransduktion des sNPF- Rezeptors in diesen Zellen untersuchen. Insgesamt werden uns diese Ansätze einen Einblick geben, wie nozizeptive Reize durch den spezifischen Einsatz von Neuropeptid-Signalen in diskrete Netzwerkantworten umgesetzt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen