Lebenslang persistierende Neurogenese im zentralen olfaktorischen Pfad der malacostracen Crustaceen: vergleichende Aspekte

• Antragsteller: Professor Dr. Steffen Harzsch
• Fachliche Zuordnung: Systematik und Morphologie der Tiere ; Evolutionäre Zell- und Entwicklungsbiologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 265461031

Der zentrale olfaktorische Pfad im Gehirn des Flusskrebses zeichnet sich durch lebenslang persistierende Neurogenese in den adulten Tieren aus. Zentrales Element ist dabei eine jeder Gehirnhälfte peripher aufsitzende neurogene Nische, in der Vorläuferzellen 1. Generation Tochterzellen generieren, die über zwei migratorische Pfade jeweils in eine mediale und eine laterale Proliferationszone im olfaktorischen System wandern. Während der Migration durchlaufen die Tochterzellen eine weitere Mitose (Vorläuferzellen 2. Generation), eine weitere Mitose schließt sich beim Erreichen der Proliferationszonen (Vorläuferzellen 3. Generation). Die mediale Proliferationszone trägt lokale olfaktorische Interneurone bei, die laterale Proliferationszone generiert olfaktorische Projektionsneurone. Diese als deutocerebrales proliferatives System (DPS) zusammengefasste Einheit zeigt, was die zelluläre Maschinerie angeht, große Ähnlichkeiten zum adulten olfaktorischen System der Wirbeltiere, in dem in einer neurogenen Nische (der Subventrikularzone) Tochterzellen generiert werden, die über den rostralen migratorischen Strom in den olfaktorischen Bulbus einwandern und dort in bestehende Schaltkreise integriert werden. Im beantragten Projekt soll das Phänomen der persistierenden Neurogenese im zentralen olfaktorischen Pfad inklusive der Hemiellipsoidkörper adulter malacostracer Crustacea in einem evolutiv vergleichenden Ansatz analysiert werden, und der Frage nachgegangen werden, inwiefern die beim Flusskrebs beobachteten Mechanismen repräsentativ für die malacostracen Crustacea sind. Es soll exploriert werden, ob sich durch einen Vergleich von strukturellen Variationen und Variationen in der Proliferationsdynamik Erkenntnisse zur Funktion des deutocerebralen Systemes gewonnen werden können. Der vergleichende Ansatz soll die Lösungsmöglichkeiten untersuchen, die innerhalb der Malacostraca für die Aufgabe - lebenslang persistierende Neurogenese - evolvierten. Mit immunhistochemischen Techniken, in vivo Markierungen mit Mitosemarkern in verschiedenen Kombinationen, Pulse-Chase Experimenten und Transmissionselektronenmikroskopie sollen dabei vergleichend in 10 Vertretern aller Großgruppen der Malacostraca folgende verschiedene Aspekte beleuchtet werden: A) generelles Arrangement der Komponenten des DPS; B) Ultrastruktur der neurogenetischen Nische; C) Aspekte der gerichteten Wanderung in den migratorischen Strömen; D) Integration der neuen olfaktorischen Interneurone in den zentralen olfaktorischen Pfad; E) Vergleichender Nachweis von adulter Neurogenese in Assoziation mit den Hemiellipsoidkörpern. Das hier skizzierte evolutiv vergleichende Projekt soll die Grundlage legen für ein vertiefendes Projekt, das in geeigneten Modellen Aspekte der Funktion der adulten Neurogenese exploriert und insbesondere der Frage nach der Integration der neuen Neurone in das bestehende, funktionale olfaktorische System nachgeht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen