Wie interagieren zentrale und periphere Uhren und das endokrine System, um Verhalten zeitlich zu steuern? Eine neurogenetische Analyse am Modell des Schlupfs von Taufliegen (Drosophila) .

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Wegener
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie ; Biochemie und Physiologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 398112454

Für Tiere ist es lebenswichtig, Entwicklung und physiologische Aktivität der verschiedenen Körpersysteme zeitlich aufeinander abzustimmen, und in Einklang mit den gezeigten Verhaltensäusserungen zu bringen. Die zeitliche Abstimmung von Entwicklung, physiologischer Aktivität und Verhalten ist dabei abhängig von einer Zeitschaltuhr (repräsentiert durch zentrale und periphere Innere Uhren) sowie einem integrierenden Kommunikationssystem (repräsentiert durch das (neuro)endokrine System). Allerdings wissen wir bisher wenig über die komplexen neuronalen und endokrinen Signalwege und die zugrunde liegenden molekularen und zellulären Signalmechanismen, über die Innere Uhren und das (neuro)endokrine System miteinander wechselwirken. Wissen hierüber könnte jedoch einen Weg eröffnen, um damit zusammenhängende Entwicklungsstörungen und circadiane Dysfunktionen wie z.B. beeinträchtigte Fertilität, Schlafstörungen und psychiatrische Probleme besser zu verstehen und zu behandeln.Als Ziel des Projekts steht die Aufklärung der Wechselwirkungen zwischen Entwicklungs- und circadianen Uhren und dem neuroendokrinen System. Dabei möchten wir auch beginnen, zelluläre und molekulare Wirkmechanismen zu charakterisieren. Ein Hauptaugenmerk liegt auf der Wechselwirkung zwischen Peptid- und Steroidhormonsignalwegen und ihrer circadianen Kontrolle. Wir wollen herausfinden, wo genau circadiane und entwicklungsabhängige Zeitsignale im Gehirn integriert werden, um ein spezifisches Verhalten zeitlich zu steuern.Das spezifische Verhalten, das hier beispielhaft untersucht wird, ist das Schlupfverhalten der Taufliege Drosophila. Drosophila ist ein sehr gutes Modellsystem für das Projekt, da sie genetisch-experimentell hervorragend zugänglich ist, und ihr Nervensystem aus vergleichsweise wenigen und individuell identifizierbaren Nervenzellen besteht. Dies wird es auf lange Sicht ermöglichen, die neuronalen und hormonellen Verbindugen zwischen zentralen und peripheren Inneren Uhren und Zielgeweben von der molekularen bis zur systemischen Ebene vollständig aufzuklären. Der Schlupf ist ein sehr geeignetes Modellverhalten, da es sowohl durch die Entwicklung als auch durch Innere Uhren zeitlich festgelegt ist, und dabei durch Peptid- und Steroidhormone gesteuert wird. Die Wahl des richtigen Schlupfzeitpunkts ist entscheidend für die evolutionäre Fitness von Insekten und anderen Gliedertieren. Zu dieser Tiergruppe lassen sich ca. zwei Drittel aller Tierarten zuordnen. Daher ist es auch aus rein zoologischer Sicht sehr interessant, die Mechanismen für die zeitliche Festlegung des Schlupfs aufzuklären.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen