Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie ein Entwicklungsgen das Fressverhalten steuert

15.01.2016

Heidelberger Biologen gewinnen am Modellorganismus Fruchtfliege neue Erkenntnisse über ein Hox-Gen

Mit Untersuchungen am Modellorganismus der Fruchtfliege – Drosophila melanogaster – haben Biologen der Universität Heidelberg neue Erkenntnisse darüber gewonnen, wie Fressverhalten kodiert und gesteuert wird.


Foto: COS

Aufnahme der motorischen Einheit im Kopf der Fliege, die das Fressen ermöglicht. Die Funktion des Hox-Proteins Deformed ist essentiell für die Etablierung und Aufrechterhaltung dieser motorischen Einheit, welche aus einem Muskel (rot), den ihn anregenden Neuronen (grün) und deren Verknüpfungsstellen, den Synapsen (blau), besteht.

Dazu hat das Wissenschaftlerteam um Prof. Dr. Ingrid Lohmann vom Centre for Organismal Studies (COS) die Funktion eines speziellen Entwicklungsgens aus der Hox-Genfamilie in den Blick genommen. Dieses Gen ist wichtig für die Aufrechterhaltung einer motorischen Einheit im Kopf der Fliege, die aus einem Muskel und den anregenden Neuronen besteht und die Nahrungsaufnahme der Fliege ermöglicht.

War das untersuchte Hox-Gen in seiner Funktion beeinträchtigt oder defekt, wurde diese Einheit nicht oder unvollständig ausgebildet und die Tiere verhungerten. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Cell Reports“ veröffentlicht.

„Tiere interagieren mit ihrer Umwelt auf der Basis stereotyper Bewegungsmuster, wie sie beispielsweise beim Laufen, Atmen oder Fressen ausgeübt werden“, erklärt Prof. Lohmann, die am Centre for Organismal Studies die Forschungsgruppe Entwicklungsbiologie leitet.

„Es ist seit einiger Zeit bekannt, dass für die Etablierung koordinierter Bewegungsabläufe Hox-Gene wichtig sind, eine Familie von regulativen Genen. Die molekularen Grundlagen des Fressverhaltens haben wir bisher allerdings nicht verstanden.“

Das Team um Ingrid Lohmann konnte nun an Drosophila melanogaster zeigen, dass ein bestimmtes Hox-Gen – Deformed – nicht nur während der embryonalen Entwicklung die Etablierung der motorischen Einheit zum Fressen kontrolliert. Es ist auch in späteren Lebensphasen dafür zuständig, ihre Funktion aufrecht zu erhalten.

Das zeigte sich, als die Forscher das Gen Deformed inaktivierten, nachdem die Embryogenese vollendet und die motorische Einheit erfolgreich ausgebildet war: Die typischen Bewegungsmuster gingen dann trotzdem verloren. Das konnten die Wissenschaftler auf schwerwiegende Veränderungen an den Verknüpfungsstellen zwischen Neuron und Muskel, den Synapsen, zurückführen.

„Unsere Studien zeigen, dass Hox-Gene eine Schutzfunktion in Neuronen ausüben. Sobald dieser Schutz nicht mehr vorhanden ist, degenerieren Neuronen, wie wir es in neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson sehen“, erklärt Ingrid Lohmann. Wie Hox-Gene diese Schutzfunktion auf molekularer Ebene ausüben, sollen nun zukünftige Studien zeigen. Das Forschungsprojekt wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert.

Originalveröffentlichung:
J. Friedrich, S. Sorge, F. Bujupi, M.P. Eichenlaub, N.G. Schulz, J. Wittbrodt and I. Lohmann: Hox Function is required for the Development and Maintenance of the Drosophila Feeding Motor Unit. Cell Reports (published online 14 January 2016), doi:10.1016/j.celrep.2015.12.077

Kontakt:
Prof. Dr. Ingrid Lohmann
Centre for Organismal Studies (COS)
Tel. +49 6221 54-5523
ingrid.lohmann@cos.uni-heidelberg.de

Kommunikation und Marketing
Pressestelle
Tel. +49 6221 54-2311
presse@rektorat.uni-heidelberg.de

Weitere Informationen:

http://www.cos.uni-heidelberg.de/index.php/independent/i.lohmann?l=e

Marietta Fuhrmann-Koch | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen
09.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

nachricht Wolkenbildung: Wie Feldspat als Gefrierkeim wirkt
09.12.2016 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie