Die Funktion von Oktopamin: Verarbeitung von Belohnung in der Drosophila Larve
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Oktopamin und Tyramin wirken sich auf verschiedene Aspekte des Lebens eines Insekts aus. Sie fungieren als Neurotransmitter/-hormone und versetzen den Organismus von einem entspannten Zustand in einen reaktionsfähigen und erregten Zustand, vergleichbar mit dem noradrenergen/adrenergen System der Wirbeltiere. In einer Stresssituation modulieren freigesetztes Oktopamin und Tyramin die Muskelleistung, die Glykogenolyse, den Fettstoffwechsel, die Herzfrequenz und die Atmung. Darüber hinaus scheint freigesetztes Oktopamin aber auch Lern- und Gedächtnisprozesse zu modulieren. Vor etwa 20 Jahren haben erste Arbeiten gezeigt, dass dopaminerge Neuronen bei der olfaktorischen assoziativen Konditionierung in Drosophila Bestrafung und oktopaminerge Neurone Belohnung signalisieren. Inzwischen zeigen neue Daten aber eindeutig, dass dopaminerge Neurone sowohl Belohnungs- als auch Bestrafungssignale an das Gedächtniszentrum weiterleiten. Dies scheint das bisherige, funktionell getrennte Modell einzuschränken. Wir haben uns daher auf eine detaillierte Beschreibung oktopaminerger Neurone in larvalen Gedächtnisprozessen konzentriert. Durch eine synergetische Nutzung von Verhaltensstudien, funktionellem Ca2+- Imaging, loss-of-function (RNA-Interferenz spezifischer Rezeptoren) und gain-of-function (Optogenetik) Ansätzen zeigen wir, dass Oktopamin für larvale Belohnungs-Gedächtnisse durch die spezifische Modulation dopaminerger Neuronen des pPAM-Clusters notwendig ist.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Antinociceptive modulation by the adhesion GPCR CIRL promotes mechanosensory signal discrimination. eLife, 9.
Dannhäuser, Sven; Lux, Thomas J.; Hu, Chun; Selcho, Mareike; Chen, Jeremy T.-C.; Ehmann, Nadine; Sachidanandan, Divya; Stopp, Sarah; Pauls, Dennis; Pawlak, Matthias; Langenhan, Tobias; Soba, Peter; Rittner, Heike L. & Kittel, Robert J.
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Food restriction reconfigures naïve and learned choice behavior inDrosophilalarvae. Journal of Neurogenetics, 34(1), 123-132.
Brünner, Benita; Saumweber, Juliane; Samur, Merve; Weber, Denise; Schumann, Isabell; Mahishi, Deepthi; Rohwedder, Astrid & Thum, Andreas S.
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Optogenetics: Illuminating neuronal circuits of memory formation. Journal of Neurogenetics, 34(1), 47-54.
Ehmann, Nadine & Pauls, Dennis
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Endocrine signals fine-tune daily activity patterns in Drosophila. Current Biology, 31(18), 4076-4087.e5.
Pauls, Dennis; Selcho, Mareike; Räderscheidt, Johanna; Amatobi, Kelechi M.; Fekete, Agnes; Krischke, Markus; Hermann-Luibl, Christiane; Ozbek-Unal, Ayten Gizem; Ehmann, Nadine; Itskov, Pavel M.; Kittel, Robert J.; Helfrich-Förster, Charlotte; Kühnlein, Ronald P.; Mueller, Martin J. & Wegener, Christian
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Learning and Memory inDrosophilaLarvae. Cold Spring Harbor Protocols, 2023(3), pdb.top107863.
Weber, Denise; Richter, Vincent; Rohwedder, Astrid; Großjohann, Alexandra & Thum, Andreas S.
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The Analysis of Aversive Olfactory–Taste Learning and Memory inDrosophilaLarvae. Cold Spring Harbor Protocols, 2023(3), pdb.prot108050.
Weber, Denise; Richter, Vincent; Rohwedder, Astrid; Großjohann, Alexandra & Thum, Andreas S.
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Neuronal correlates of time integration into memories.
Frantzmann, Felix; Lamberty, Marius; Braune, Laurin; Auger, Genevieve M.; Chouhan, Nitin Singh; Langenhan, Tobias; Selcho, Mareike & Pauls, Dennis
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Rewarding Capacity of Optogenetically Activating a Giant GABAergic Central-Brain Interneuron in Larval Drosophila. The Journal of Neuroscience, 43(44), 7393-7428.
Mancini, Nino; Thoener, Juliane; Tafani, Esmeralda; Pauls, Dennis; Mayseless, Oded; Strauch, Martin; Eichler, Katharina; Champion, Andrew; Kobler, Oliver; Weber, Denise; Sen, Edanur; Weiglein, Aliće; Hartenstein, Volker; Chytoudis-Peroudis, Charalampos-Chrysovalantis; Jovanic, Tihana; Thum, Andreas S.; Rohwedder, Astrid; Schleyer, Michael & Gerber, Bertram
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Four individually identified paired dopamine neurons signal taste punishment in larval Drosophila. eLife, 12.
Weber, Denise; Vogt, Katrin; Miroschnikow, Anton; Pankratz, Michael J. & Thum, Andreas S.
