Die Metamorphose des Geruchssinnes in Amphibien: eine morphologische, molekulare, und funktionelle Analyse.

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Sigrun Korsching; Professor Dr. Ivan Manzini
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 277966045

In der Evolution der Wirbeltiere stellt der Übergang von aquatischer zu landlebender Lebensweise eine besondere Herausforderung für den Geruchssinn dar, da die Geruchsstoffklassen naturgemäss drastisch verschieden sind. Hier stellen Amphibien einen Übergangszustand dar zwischen Knochenfischen und z.B. Säugern. Ein zweiter, ontogenetischer Übergang tritt nur in Amphibien auf, die Metamorphose, währendderer ein landlebender, erwachsener Frosch aus einer wasserlebenden Kaulquappe entsteht. Dadurch wird eine massive Umgestaltung des olfaktorischen Systems erforderlich, die jedoch bisher wenig untersucht ist, sogar auf morphologischer, insbesondere aber auch auf molekularer und funktionaler Ebene. Wir haben in vorangehenden Arbeiten einige neuartige Eigenschaften des Geruchsinnes von Xenopus laevis Kaulquappen beschrieben, die als evolutionäre Übergangsstellung des amphibischen Geruchssinnes zu interpretieren sind, insbesondere die mit Geruchsantworten auf Aminosäuren einhergehende exklusive Expression einer grossen Gruppe von V2R Rezeptoren im Hauptepithel. Damit verteilt sich die amphibische V2R Familie auf zwei verschiedene olfaktorische Organe, das vomeronasale Organ und das Hauptepithel, ein sehr ungewöhnliches Verhalten. Wir schlagen vor, die Entwicklung dieses Expressionsmusters während der Metamorphose zu untersuchen, zusammen mit einer Analyse der Geruchsantworten auf Aminosäuren. In diese Analyse sollen beide während der Metamorphos entstehenden olfaktorischen Organe einbezogen werden, die Luftnase und die Wassernase (Hauptkammer bzw. mittlere Kammer). Als unabhängigen Forschungsansatz zur Deorphanisierung der Krallenfrosch V2R Rezeptoren schlagen wir die heterologe Expression und Analyse der Geruchsantworten in Xenopus Oozyten vor; und schliesslich in vivo Calcium imaging von Geruchsantworten nach Knockout eines essentiellen Ko-Rezeptors für V2Rs.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen