Nährstoffdetektion im larvalen Gehirn
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Anpassungsfähigkeit an verschiedene Gegebenheiten ist essentiell für das Überleben eines jeden Organismus. So ist beispielsweise die Auswahl einer geeigneten Nahrungsquelle von entscheidender Bedeutung. Dazu muss der Nährwert der Nahrung bewertet werden. Mehrere Studien haben gezeigt, dass die Larven von Drosophila melanogaster, sowie die adulten Tiere, wie Säugetiere in der Lage sind, zwischen kalorischen und nicht-kalorischen Kohlenhydraten zu unterscheiden, und zwar unabhängig von deren Geschmack. Mehrere Gruppen von Neuronen sind an der postprandialen Zuckerwahrnehmung in adulten Fliegen beteiligt. In Larven wurde gezeigt, dass Neurone, die Gr43a, einen Fruktoserezeptor, exprimieren, an der postprandialen Glukosewahrnehmung beteiligt sind. Wie kann ein Fruktosesensor die Wahrnehmung von Glukose ermöglichen? Wir zeigen, dass die postprandiale Glukosewahrnehmung im Nervensystem stattfindet, da eine effiziente Aufnahme von Kohlenhydraten in das Nervensystem eine Voraussetzung ist. Innerhalb des Nervensystems werden die Kohlenhydrate in Gliazellen über den Polyolweg in Fruktose umgewandelt. Die aus den Gliazellen stammende Fruktose wird anschließend über Gr43a, das in Neuronen exprimiert wird, wahrgenommen. Gr43a-exprimierende Neurone senden über das Neuropeptid Corazonin Signale an nachgeschaltete Neurone, um eine Verhaltensanpassung zu bewirken. Somit spielen die Gliazellen eine zentrale Rolle bei der Informationsverarbeitung und der Verhaltenskontrolle im Zusammenhang mit der Wahrnehmung von Nährstoffen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Plasticity of Carbohydrate Transport at the Blood-Brain Barrier. Frontiers in Behavioral Neuroscience, 14.
McMullen, Ellen; Weiler, Astrid; Becker, Holger M. & Schirmeier, Stefanie
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An essential role for glial cells in postingestive nutrient sensing.
Kulshrestha, Divita; Koch, Charlotte; Khalilov, Majid & Schirmeier, Stefanie
