Infektion und Verhalten: Die Rolle des Pilzkörpers, AMPs und Octopamin in der Gehirn-Körper-Kommunikation

Die Fähigkeit, das Verhalten anzupassen, um kontaminierte oder gefährliche Nahrung zu vermeiden, ist bei allen Spezies hochgradig konserviert, unabhängig von der bevorzugten Nahrungsquelle, der Lebensspanne oder der Anatomie. Trotz der weiten Verbreitung dieser Art von Verhaltensanpassung ist noch nicht vollständig geklärt, wie die Tiere die Verbindung zwischen dem Vorhandensein von toxischen oder pathogenen Substanzen in ihrem Verdauungssystem und den neuronalen Schaltkreisen herstellen, die die Nahrungsaufnahme und die Nahrungswahl steuern. In der ersten Förderperiode haben wir in Drosophila melanogaster zeigen können, dass die Aufnahme von Pathogenen in der Nahrung durch das Nervensystem über die Immunrezeptoren PGRP-LC und -LE in neuromodulatorischen (d.h. octopaminergen) Neuronen erkannt wird. Basierend auf unseren Daten schlagen wir ein Modell vor, in dem die Aufnahme von Krankheitserregern durch Immunrezeptoren in octopaminergen Neuronen erkannt wird, die diese Information an den Pilzkörper (MB) weiterleiten, wo sie das Fressverhalten nachhaltig modulieren. Dies geschieht möglicherweise durch Mechanismen, die dem kurzfristigen olfaktorischen assoziativen Lernen entsprechen. In einer zweiten Förderperiode wollen wir nun weitere wichtige offene Fragen, wie z.B. die Rolle und den Ursprung der Octopamin-Signalisierung und die Funktion der PGRP-Rezeptoren in Neuronen bei der MB-abhängigen erworbenen Nahrungsaversion klären. Darüber hinaus hoffen wir, die Rolle der antimikrobiellen Peptide (AMPs) zu verstehen und zu klären, ob sie ähnlich wie oder gemeinsam mit Neuropeptiden wirken. Schließlich werden wir die Auswirkungen der Aufnahme von Pathogenen auf den Zustand und die Plastizität von Neuronen des MB charakterisieren. Insgesamt werden die Ergebnisse dieses Projekts dazu beitragen, die Rolle von Lernzentren im Gehirn, bei der wichtigen Fähigkeit gefährliche Nahrungsquellen in der Zukunft zu meiden, besser zu verstehen.