Nahrungssuche unter Bedrohung: Dopaminerge Kontrolle des dynamischen zielorientierten Verhaltens bei Drosophila melanogaster

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Ilona Grunwald Kadow; Professor Dr. Peter Soba
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen ; Kardiologie, Angiologie ; Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 537609931

Alle Tiere müssen eine Balance zwischen Nahrungssuche und der Vermeidung akuter oder anhaltender Bedrohungen, einschließlich gefährlicher Temperaturen, finden. Darüber hinaus muss das Gehirn Informationen über metabolische und andere physiologische Bedürfnisse kodieren und integrieren, um angemessene kontextabhängige Verhaltensreaktionen zu gewährleisten. Dopaminerge (DA) Signale in einem zentralen Teil des Insektengehirns, dem Pilzkörper, spielen eine wichtige Rolle bei der Integration externer und interner Reize, um zielgerichtetes Verhalten zu steuern. Wie und wo genau diese DA-Signale in den Schaltkreis des Pilzkörpers integriert werden und wie gegensätzliche Bedürfnisse diese Signale anpassen, um bevorzugtes Verhalten zu berechnen, ist derzeit nicht bekannt. Wir stellen die Hypothese auf, dass verschiedene DA-Signale im Pilzkörper in einer kontext- und physiologischen Zustands-Abhängigkeit integriert werden, um die Netzwerkaktivität und resultierendes Verhalten abzustimmen. Unser Ziel ist es, genau zu bestimmen, wie, wo und welche Art von DA-Signalen das Netzwerk des Drosophila-Pilzkörpers beeinflussen, um zielgerichtetes Futtersuchverhalten bei einer Temperaturbedrohung anzupassen. Zu diesem Zweck werden wir die Nahrungssuche in Abhängigkeit von konkurrierenden metabolischen und physiologischen Bedürfnissen bei larvalen und adulten Drosophila melanogaster untersuchen. Wir werden die Auswirkungen des metabolischen Bedarfs auf die Wahrnehmung einer Temperaturbedrohung in Anwesenheit einer Nahrungsquelle analysieren, indem wir entsprechende Verhaltenstests etablieren. Unter Nutzung des larvalen/adulten Fliegen-Konnektoms, gepaart mit spezifischer genetischer und optogenetischer Manipulation der DopR-Signalübertragung, werden wir die Schaltkreise zur Regulierung des temperatur- und stoffwechselabhängigen Futtersuchverhaltens untersuchen. Wir werden weiterhin prüfen, wie Stoffwechselzustand und Temperatur die räumlichen und zeitlichen DA-Signale beeinflussen, indem wir funktionelle Bildgebung und Futterverfolgungsverhalten einsetzen, um entsprechende Second-Messenger-Signale aufzuklären. Dies wird eine optogenetische Modulation des Verhaltens in der gleichen zeitlichen Abfolge ermöglichen, um tiefgreifende Einblicke in die Verhaltenskontrolle durch verschiedene Arten der DA-Signalübertragung zu gewinnen. Unser übergeordnetes Ziel ist es, ein vollständiges Bild davon zu erhalten, wie die Integration des sensorischen Kontexts und physiologischer Zustände durch DA-Signale das neuronale Netzwerk modulieren, um angeborenes Verhalten für das Überleben zu optimieren.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5807: Dynamische Integration von GPCR-Signalwegen zur Steuerung von Organfunktion und Tierverhalten