Geschlechtsspezifische Unterschiede in der Variabilität der Verzweigungen von Dorsal Cluster Neuronen führen zu einer sexuell dimorphen Verdrahtungsasymmetrie und Verhalten

• Antragsteller: Dr. Gerit Linneweber, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsneurobiologie ; Experimentelle und theoretische Netzwerk-Neurowissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 453877723

Bei sexuell dimorphen Tieren zeigen Männchen und Weibchen qualitative Verhaltensunterschiede, die normalerweise mit Balz- und Fortpflanzungsverhalten zusammenhängen. Darüber hinaus weisen Männchen und Weibchen quantitative Unterschiede für Verhalten auf, die von beiden Geschlechtern geteilt werden. Zum Beispiel zeigen sowohl männliche als auch weibliche Drosophila ein visuelles Fixierungsverhalten in Buridan’s Paradigma, aber weibliches Verhalten ist im Durchschnitt "explorativer", während männliches Verhalten im Durchschnitt "fixierter" ist. Meine vorherige Arbeit hat gezeigt, dass eine zunehmende Asymmetrie der axonalen Projektionen von kontralateral projizierenden Interneuronen, den Dorsal Cluster Neurons (DCNs), zu mehr visuellem Fixierungsverhalten führt. In Vorarbeiten für RobustCircuit habe ich gezeigt, dass es tatsächlich eine im Mittel höhere Asymmetrie der axonalen DCN-Projektionen bei Männchen im Vergleich zu Weibchen gibt. Da die Entwicklung von DCN-Projektionsmustern intrinsisch stochastische nicht vererbbare Prozesse umfasst, führen diese Beobachtungen zu einer überraschenden Hypothese: Männliche DCN-Verdrahtungsasymmetrie (und folglich erhöhtes visuelles Fixierungsverhalten) sind die Folge einer Männchen-spezifischen Zunahme der Variabilität von Entwicklungsprozessen, welche die DCN-Verzweigungsmuster bestimmen. Eine Zunahme der Variabilität der DCN-Verzweigung auf der linken und rechten Seite des Gehirns führt zu einer Zunahme der durchschnittlichen Asymmetrie und zu geschlechtsspezifischen Verteilungen individuell probabilistischer Verhaltensweisen. Meine Arbeitshypothese ist, dass männliche und weibliche Populationen aus Individuen mit einem breiten Spektrum zufälliger Verhaltensweisen bestehen, während genetische Faktoren bei Männchen den Durchschnitt zu einem stärker fixierten visuellen Orientierungsverhalten verschieben. P8 wird die geschlechtsspezifischen genetischen Mechanismen bearbeiten, die dieser Verschiebung der Verhaltenskurven zugrunde liegt. Wenn diese Arbeit abgeschlossen ist, werde ich getestet haben, wie die robuste Entwicklung sexuell dimorpher Verhaltensverteilungen durch eine genetisch kodierte Zunahme der Verzweigungsvariabilität bei Männchen im Vergleich zu Weibchen erreicht wird.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5289: Von Impräzision zu Robustheit in der Assemblierung Neuronaler Schaltkreise