Der Einfluss des Lichtes auf die circadiane Uhr von Drosophila, mit besonderem Augenmerk auf den lichtinduzierten Abbau von Cryptochrom, Timeless und dem Einfluss von GSK3-beta
Final Report Abstract
Die innere Uhr und der Schlaf sind spannende wissenschaftliche Felder, die mit großem Eifer von der Wissenschaftsgemeinschaft bearbeitet werden. Nicht zuletzt, da daraus auch praktische Anwendungen im Bereich der Chronopharmakologie oder Schlafmedizin entspringen oder einfach nur die alltäglichen Probleme mit unserem Biorhythmus (wie Schichtarbeit, Jetlag, Lichtverschmutzung etc.) besser bewältigt werden können. Unsere Arbeit hat sich mit dem Reset Knopf der inneren Uhr beschäftigt und wie die Uhr an ein neues Zeitregime angepasst werden kann. In Drosophila melanogaster ist dieser Reset Knopf der Blaulicht Rezeptor Cryptochrom. Bislang vermutete man, dass das GSK3-beta Protein bei dieser Anpassung der Uhr eine wichtige Rolle spielt. Wir konnten allerdings zeigen, dass dies nicht der Fall ist und dadurch das momentane Modell umstellen und erweitern. Die Ergebnisse waren insofern überraschend für uns, da dadurch eine Cell Publikation aus dem Jahr 2007 als inkorrekt erkannt worden ist. Weiterhin haben wir sowohl unserer eigenen Forschung, als auch vielen anderen Wissenschaftlern einen großen Dienst erwiesen, in dem wir durch homologe Rekombination Uhrenmutanten generiert haben. Die Per und Tim Knockout Tiere werden einerseits schon von uns untersucht und lieferten spannende Resultate, aber auch die unterschiedlichsten „Rescue“ Konstrukte, die mit Hilfe der Cre Rekombinase eingebaut werden können, versprechen viel Fruchtbares! Letztendlich konnten wir einen vollkommen neuen Regulationsmechanismus der inneren Uhr entdecken. RNA editierende Enzyme, wie ADAR, modifizieren die mRNA wichtiger Uhrengene, wie z.B. tim. Dadurch kommt es zu einem veränderten Verhalten. Wir konnten zeigen, dass diese Veränderung Auswirkung auf die Phosphorylierung von TIM bewirkt. Die daran beteiligte Kinase konnte als CKII erkannt werden. Dieses Projekt soll nun (neben den schon erhaltenen Zellkultur Ergebnissen) auch in adulten Tieren untersucht werden.
Publications
-
QUASIMODO, a novel GPI-Anchored Zona Pellucida Protein involved in light input to the Drosophila Circadian Clock. Curr Biol. 2011 May 10;21(9): 719-729
Chen KF, Peschel N, Zavodska R, Sehadova H and Stanewsky R
-
The Ability to Entrain to Long Photoperiods Differs between 3 Drosophila melanogaster Wild-Type Strains and Is Modified by Twilight Simulation. J Biol Rhythms. 2012 Feb; 27(1):37-47
Rieger, Dirk; Peschel, Nicolai; Dusik, Verena; Glotz, Silvia & Helfrich-Förster, Charlotte
-
(2014) Moonlight Detection by Drosophila’s Endogenous Clock Depends on Multiple Photopigments in the Compound Eyes. J. Biol. Rhythms 29(2), 75-86
Schlichting, Matthias; Grebler, Rudi; Peschel, Nicolai; Yoshii, Taishi & Helfrich-Förster, Charlotte
-
GenomeVX: Bioinformatics Solution towards Understanding the Genome-Wide Comparative Analyses of Different Human Populations. Frontiers in Neuroscience (2015)
Zeeshan, Ahmed; Saman, Majeed; Nicolai, Peschel & Thomas, Dandekar
-
(2016) GSK-3 beta does not stabilize Cryptochrome in the circadian clock of Drosophila. PLoS ONE 11(1): e0146571
Fischer, Robin; Helfrich-Förster, Charlotte & Peschel, Nicolai
-
Unique features of a global human ectoparasite identified through sequencing of the bed bug genome. Nature Communications volume 7, Article number: 10165 (2016)
Benoit, Joshua B.; Adelman, Zach N.; Reinhardt, Klaus; Dolan, Amanda; Poelchau, Monica; Jennings, Emily C.; Szuter, Elise M.; Hagan, Richard W.; Gujar, Hemant; Shukla, Jayendra Nath; Zhu, Fang; Mohan, M.; Nelson, David R.; Rosendale, Andrew J.; Derst, Christian; Resnik, Valentina; Wernig, Sebastian; Menegazzi, Pamela; Wegener, Christian; ... & Richards, Stephen
