Molekulare Mechanismen steuern neuronale Schaltkreise zur Entscheidungsfindung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Tiere müssen sich ständig an Veränderungen in ihrer Umgebung anpassen, und die Wahl einer geeigneten Verhaltensstrategie ist entscheidend für ihr Überleben. Schnelle Entscheidungen müssen durch die Integration von sensorischen Informationen aus der Außenwelt und internen Signalen in Bezug auf physiologische Bedürfnisse getroffen werden. Hier haben wir die Zebrafischlarve als Modellorganismus verwendet, um molekulare Regulatoren der Entscheidungsfindung zu identifizieren, die durch den Stoffwechselzustand moduliert werden. Zebrafischlarven nähern sich kleinen, bewegenden visuellen Reizen, die natürliche Beutetiere simulieren, und meiden größere Reize, die Raubtieren ähneln. Während die Größe des Reizes ein wichtiger Faktor ist, der bestimmt, ob ein Fisch sich einem visuellen Reiz nähert oder ihn meidet, hat der Ernährungszustand einen starken Einfluss auf diese Verhaltensentscheidung. Die Nahrungsaufnahme veranlasst Zebrafische dazu, in einem binären Annäherungs-/Vermeidungs-Entscheidungstest eine risikoscheue Strategie zu verfolgen, und reduziert die Repräsentation von beuteähnlichen visuellen Reizen im Tectum, einer Hirnregion, die Annäherungs- und Vermeidungsverhalten reguliert. Mithilfe eines proteomischen Ansatzes identifizierten wir ein intrazelluläres Peptid als Schlüsselregulator für Entscheidungen im Zusammenhang mit der Futtersuche, die durch den Stoffwechselzustand gesteuert werden. Die Mutation des Gens, das für das Peptid kodiert, führte zu Veränderungen der Annäherungs-/Vermeidungsentscheidungen und der Repräsentation von beuteähnlichen visuellen Reizen im Tectum. Darüber hinaus konnten wir einen Neurotransmittersignalweg identifizieren, der die Expression des Peptid-kodierenden Gens reguliert. Diese Studie trägt zu einem besseren Verständnis der molekularen Mechanismen bei, die Verhaltensentscheidungen unter der Kontrolle interner Zustände regulieren.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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The Calmodulin-interacting peptide Pcp4a regulates feeding state-dependent behavioral choice in zebrafish. Neuron, 112(7), 1150-1164.e6.
Zaupa, Margherita; Nagaraj, Nagarjuna; Sylenko, Anna; Baier, Herwig; Sawamiphak, Suphansa & Filosa, Alessandro
