Genetik und neuronale Netzwerke in Platynereis dumerilii, welche die Grundlage der Vermeidung von Fressfeinden durch mechanische Reize bilden

• Antragsteller: Professor Dr. Gáspár Jékely
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsneurobiologie ; Biologie des Verhaltens und der Sinne
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 320832098

Raubtieren auszuweichen stellte wahrscheinlich einen wichtigen Faktor dar, der die Entstehung komplexer Nervensysteme vorangetrieben hat. Ein Tier kann seinen Fressfeinden nur erfolgreich entkommen, wenn komplexe neuronale Schaltkreise seinen gesamten Organismus auf koordinierte Weise steuern. Wir wissen bisher nur wenig über neuronale Schaltkreise, die beim Entkommen vor Raubtieren eine Rolle spielen - insbesondere wie diese es schaffen die Kontrolle über den gesamten Organismus zu übernehmen. Wir schlagen vor, den meeresbewohnenden Ringelwurm Platynereis dumerilii - einen leistungsfähigen Modellorganismus für Genetik und Neurowissenschaften - einzusetzen, um die Funktion neuronaler Schaltkreise bei der Flucht vor Raubtieren zu untersuchen. Wir werden erforschen, wie Platynereis-Larven es vermeiden, von Fressfeinden aus dem Reich der Cnidaria gefressen zu werden, nämlich den Quallenarten Clytia und Aurelia. Dabei werden wir in einem integrativen Ansatz Verhaltensstudien, das Konnektom des gesamten Organismus, Gen-Knockouts, Calcium-Imaging und Thermogenetik kombinieren. Platynereis-Larven sind klein und daher ideal geeignet, bildgebende Verfahren auf den gesamten Organismus anzuwenden und das Konnektom durch Dünnschnitt-Elektronenmikroskopie zu rekonstruieren. Sie verfügen über stereotype neuronale Verbindungen, und einzelne Neurone können gezielt mit genetischen Methoden identifiziert und manipuliert werden. Da wir unsere Modellorganismen im Labor züchten, werden wir in der Lage sein, die neuronale Grundlage von ökologisch relevanten Verhaltensmustern in bisher nicht dagewesener Detailliertheit zu untersuchen. Wie werden vollständige Konnektome und neuronale Dynamik in den Kontext der Interaktion zwischen verschiedenen Arten bringen. Davon versprechen wir uns ein besseres Verständnis der Funktion des Nervensystems in marinem Zooplankton sowie von tierischen Verhaltensmustern im Allgemeinen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Großbritannien