Retinale Netzwerke im Rotkehlchen

• Antragstellerin: Dr. Anja Günther
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle und theoretische Netzwerk-Neurowissenschaften ; Biologie des Verhaltens und der Sinne
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 508628753

Obwohl Vögel hochgradig visuelle Tiere sind, ist überraschend wenig über die Verbindungen zwischen den verschiedenen Zelltypen in der Netzhaut (Retina) bekannt. Mit ihrem tetrachromatischen Sehen und einem zusätzlichen Typ von Stäbchen und Doppelzapfen haben Vögel eines der komplexesten Sehsysteme unter den Wirbeltieren. Um evolutionär konservierte oder nur für eine Wirbeltierklasse spezifisch retinale Schaltkreise zu identifizieren, ist eine Analyse von Arten aus allen wichtigen Wirbeltierklassen erforderlich. Ziel dieses Antrages ist es, die detaillierte Verschaltung aller wichtigen neuronalen Zellklassen in der Retina des Rotkehlchens zu untersuchen, um Schaltkreise, die z.B. für Richtungsselektivität, Farbensehen oder scharfe Sehen verantwortlich sind, zu identifizieren. Das Rotkehlchen wurde als Modellorganismus gewählt, weil es die Untersuchung möglichst vieler Fragestellungen erlaubt, z.B. hat das Rotkehlchen im Gegensatz zum Huhn eine zentrale Fovea, so dass neben dem Farbensehen oder der Richtungsselektivität, auch das Scharfsehen untersucht werden kann. Die detaillierte Analyse der Morphologie und der synaptischen Konnektivität zwischen den Zellen in einer Vogelnetzhaut erfordert große hochauflösende elektronenmikroskopische Datensätze, die in der Vergangenheit nur sehr schwer herzustellen waren, heute aber durch eine fortschrittliche elektronenmikroskopische Technik, die so genannte Serienschnitt-Mehrstrahl-Rasterelektronenmikroskopie (ssmSEM), bereitgestellt werden können. Der einzige ssmSEM Datensatz von einer Vogelretina stammt von einem peripheren Teil der Hühnerretina. Um gemeinsame Schaltkreise in der Vogelretina zu identifizieren, ist es wichtig, mehr als eine Vogelart zu analysieren. Daher habe ich zur Vorbereitung dieses Antrags einen volumenelektronenmikroskopischen Datensatz eines peripheren Teils der Rotkehlchenretina aufgenommen. Ein Ziel dieses Antrags ist es, die synaptische Konnektivität der Retinazellen in diesem neu gewonnenen Datensatz zu analysieren und ihn mit dem bereits vorhandenen Datensatz des Huhns zu vergleichen. Ein solcher Vergleich wird es mir ermöglichen, allgemeine Strukturen oder Schaltkreise in der Vogelretina zu untersuchen und artspezifische Unterschiede zu identifizieren, die durch Anpassungen an unterschiedliche Lebensräume verursacht werden könnten. Ein zweites Ziel dieses Vorhabens ist die Aufnahme eines großen elektronenmikroskopischen Datensatzes im zentralen Bereich der Rotkehlchenretina. Ein großes Volumen ist erforderlich, um retinale Zelltypen mit großen dendritischen oder axonalen Feldern wie Ganglienzellen oder Amakrinzellen zu analysieren. Da sich Form und Häufigkeit der Zelltypen in der Retina regional unterscheiden, ist ein Vergleich zwischen verschiedenen Regionen erforderlich, um ein umfassenderes Bild der grundlegenden Schaltkreise zu erhalten. Darüber hinaus wird es nur möglich sein, den Schaltkreis für Scharfessehen in einem zentralen Teil der Retina zu analysieren.

• DFG-Verfahren: WBP Stelle