Projekte der AG Wegener

Interaktion der inneren Uhr mit peptidergen Neuronen zur zeitlichen Festlegung peptidgesteuerten Verhaltens der Taufliege Drosophila

Die Aufklärung der dem Verhalten zugrunde liegenden neuronalen Substrate ist ein zentrales Thema in der Neurobiologie. Das Schlupfverhalten von Insekten ist dabei ein klassisches Modell für die Orchestrierung von Verhalten durch Neuropeptide, und wird in Drosophila und anderen Insekten circadian gesteuert. Während das molekulare circadiane Uhrwerk und das peptiderge Signalnetzwerk bei der Schlupfsteuerung in Drosophila in den letzten Jahren weitgehend aufgeklärt werden konnte, ist ungeklärt, wie und in welchem Umfang beide Systeme auf neuronaler Ebene miteinander interagieren.

In diesem Projekt charakterisieren wir die synaptischen und humoralen Verbindungen zwischen zentralen Uhrneuronen und Schlupf-relevanten neuroendokrinen Systemen im Taufliegengehirn neuroanatomisch und funktionell, um die circadianen Kontrolle des Schlupfverhaltens durch das kleine Insektengehirn auf neuronaler Netzwerkebene zu verstehen.

Mit diesem Modell lässt sich auf Ebene individuell identifizierbarer Neurone in einem "Minigehirn" beispielhaft das weitverbreitete Phänomen untersuchen, wie Uhrneurone die sekretorische Aktivität von peptidergen Neuronen beeinflussen.

Gefördert durch die DFG: WE 2652/5-1/SFB 1047-B2

 

copyright: Michael Janta/Christian Wegener

Die funktionelle Rolle von Prohormonkonvertasen und Carboxypeptidasen bei der Peptidprozessierung in Drosophila

Bioaktive Peptide werden aus grösseren Vorläufermolekülen, den Präpropeptiden, durch ein spezifisches Set an Enzymen im regulierten sekretorischen Weg prozessiert. Wir untersuchen durch eine Kombination von neurogenetischen und massenspektrometrischen Methoden (Peptidomik) die molekulare Rolle zweier Schlüsselenzyme (Prohormonconvertase 2 AMON, Carboxypeptidase D SILVER) bei dieser Prozessierung, und charakterisieren ihre funktionelle Bedeutung für das Verhalten und die Physiologie der Tiere.

 


Peptidomik und Funktion von enteroendokrinen Peptiden in Drosophila

Peptide sind wichtige Regulatoren der Nahrungsaufnahme und des Stoffwechsels, die bei Säugern vom Nervensystem, dem Darm, der Bauchspeicheldrüse und Adipocyten hergestellt werden und ein komplexes (neuro)endokrines Signalnetzwerk bilden.

Auch bei Insekten ist die wichtige steuernde Rolle von Peptiden des Nervensystems bei Nahrungssuchverhalten, Nahrungsaufnahme und Metabolismus belegt. Viele der beteiligten Neuropeptide weisen homologe Sequenzen und Effekte zu ihren Wirbeltier-Äquivalenten auf, was auf evolutiv bewahrte Signalsysteme hinweist. Im Gegensatz dazu ist nur sehr wenig über die Funktion von Peptidhormonen aus dem Verdauungstrakt der Insekten bekannt. Nachdem wir die chemische Identität der Peptide aus den enteroendokrinen Zellen in Drosophila aufklären konnten, untersuchen wir nun die Funktion ausgewählter Vertreter bei der Nahrungsaufnahme und Verdauung. Dabei kombinieren wir Verhaltens- und metabolische Assays, Live cell Imaging mit genetischer Ausschaltung endokriner Darmpeptide durch RNA-Interferenz.

Gefördert durch die DFG: WE 2652/4-2