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 Krebsforschung in der Schwerelosigkeit
18.12.2017 | Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

nachricht Von Alaska bis zum Amazonas: Pflanzenmerkmale erstmals kartiert
18.12.2017 | Max-Planck-Institut für Biogeochemie

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: „Carmenes“ findet ersten Planeten

Deutsch-spanisches Forscherteam entwirft, baut und nutzt modernen Spektrografen

Seit Januar 2016 nutzt ein deutsch-spanisches Forscherteam mit Beteiligung der Universität Göttingen den modernen Spektrografen „Carmenes“ für die Suche nach...

Im Focus: Fehlerfrei ins Quantencomputer-Zeitalter

Heute verfügbare Ionenfallen-Technologien eignen sich als Basis für den Bau von großen Quantencomputern. Das zeigen Untersuchungen eines internationalen Forscherteams, deren Ergebnisse nun in der Fachzeitschrift Physical Review X veröffentlicht wurden. Die Wissenschaftler haben für Ionenfallen maßgeschneiderte Protokolle entwickelt, mit denen auftretende Fehler jederzeit entdeckt und korrigiert werden können.

Damit die heute existierenden Prototypen von Quantencomputern ihr volles Potenzial entfalten, müssen sie erstens viel größer werden, d.h. über deutlich mehr...

Im Focus: Error-free into the Quantum Computer Age

A study carried out by an international team of researchers and published in the journal Physical Review X shows that ion-trap technologies available today are suitable for building large-scale quantum computers. The scientists introduce trapped-ion quantum error correction protocols that detect and correct processing errors.

In order to reach their full potential, today’s quantum computer prototypes have to meet specific criteria: First, they have to be made bigger, which means...

Im Focus: Search for planets with Carmenes successful

German and Spanish researchers plan, build and use modern spectrograph

Since 2016, German and Spanish researchers, among them scientists from the University of Göttingen, have been hunting for exoplanets with the “Carmenes”...

Im Focus: Immunsystem - Blutplättchen können mehr als bislang bekannt

LMU-Mediziner zeigen eine wichtige Funktion von Blutplättchen auf: Sie bewegen sich aktiv und interagieren mit Erregern.

Die aktive Rolle von Blutplättchen bei der Immunabwehr wurde bislang unterschätzt: Sie übernehmen mehr Funktionen als bekannt war. Das zeigt eine Studie von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Neue Konfenzreihe in Berlin: Landscape 2018 - Ernährungssicherheit, Klimawandel, Nachhaltigkeit

18.12.2017 | Veranstaltungen

Call for Contributions: Tagung „Lehren und Lernen mit digitalen Medien“

15.12.2017 | Veranstaltungen

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Lipid-Nanodisks stabilisieren fehlgefaltete Proteine für Untersuchungen

18.12.2017 | Biowissenschaften Chemie

Von Alaska bis zum Amazonas: Pflanzenmerkmale erstmals kartiert

18.12.2017 | Biowissenschaften Chemie

Krebsforschung in der Schwerelosigkeit

18.12.2017 | Biowissenschaften Chemie