Analyse dynamischer cAMP Signale in der Gedächtniskonsolidierung von Drosophila melanogaster

• Antragstellerin: Dr. Lisa Scheunemann
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 255280318

Im Zuge des Lernens und der Gedächtnisbildung werden aufeinander abgestimmte molekulare Interaktionen benötigt, welche ein gemeinsames integratives Netzwerk im Gehirn bilden. Während die individuellen Signalwege gut beschrieben sind, ist ein integratives Modell und die Auswirkungen auf die Gedächtnisbildung weitestgehend unbekannt. Drosophila melanogaster stellt ein einzigartiges Modell dar um die molekularen Prozesse der Gedächtnisbildung zu untersuchen, da gut etablierte Konditionierungsparadigmen existieren als auch eine große Vielzahl an Werkzeugen, welche genetische Manipulationen erleichtern. Das Signalmolekühl zyklisches AMP (cAMP) wurde bereits mehrfach als Vermittler von gedächtnisabhängiger Signalintegration und Plastizität gezeigt, nicht nur in Drosophila sondern stammübergreifend. Die beiden Drosophila Mutanten rutabaga (rut) und dunce (dnc), welche jeweils die Synthese bzw. den Abbau von cAMP betreffen, haben zu einem Großteil dazu beigetragen den cAMP Signalweg zu charakterisieren und die Beteiligung an Gedächtnisprozessen aufzuzeigen. Zu einem erweiterten Verständnis der komplexen cAMP Signalintegration konnte meine Studie beitragen, in der funktional unabhängige cAMP Pools charakterisiert und verschiedenen Gedächtnisphasen zugeordnet werden konnten. Regulierung durch die dnc-Phosphodiesterase steht hierbei im Fokus parallele Signalintegration von cAMP-Signalen zu realisieren. Die Visualisierung lernabhängiger cAMP Aktivierung kann weiter dazu beitragen, über die dynamische Organisation verschiedener Gedächtnisphasen im Gehirn Aufschluss zu geben. Dies wird möglich durch die Etablierung von in vivo Imaging in der Arbeitsgruppe von Thomas Préat. In diesem Projekt möchten wir mit Hilfe der in vivo Imaging-Technik dnc-abhängige cAMP Dynamiken untersuchen. In diesem Zuge soll die Konditionierung von Fliegen innerhalb des Imaging-Setups etabliert werden. Dadurch erzielen wir die Analyse dynamischer cAMP Signale, welche entscheiden ob Informationen langfristig oder kurzfristig konsolidiert werden. Zudem wollen wir in dieser Studie altersbedingte Änderungen von cAMP Dynamiken untersuchen um molekulare Grundlagen von altersbedingten kognitiven Einschränkungen aufzudecken. Die Beantwortung dieser Fragen wird helfen ein erweitertes Model der Gedächtnisbildung zu erstellen, indem die integrative Natur von cAMP Signalen aufgedeckt wird. Dies kann weitreichende Implikationen für Erkenntnisse über kognitive und psychologische Störungen haben.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Gastgeber: Dr. Thomas Preat