Identifizierung photorezeptiver Organe und Moleküle, die die innere Uhr von Drosophila melanogaster mit den Licht/Dunkel-Bedingungen der Umwelt synchronisieren

• Applicant: Professor Dr. Ralf Stanewsky
• Subject Area: Animal Physiology and Biochemistry
• Term: from 2003 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5262960

Organismen besitzen innere Uhren, die endogene circadiane Rhythmen auch in Abwesenheit periodisch sich ändernder Umweltbedingungen erzeugen und rhythmische physiologische und verhaltensbiologische Prozesse regulieren. Um die innere Uhr den jeweiligen Umweltbedingungen anzupassen und damit letztendlich dem Organismus einen adaptiven Vorteil schaffen zu können, müssen diese von außen an die innere Uhr geleitet werden und dort eine Synchronisation der endogenen Rhythmen mit denen der Umwelt bewirken. Dabei stellt der tägliche Licht/Dunkel-Wechsel den bedeutendsten Synchronisationsfaktor (=Zeitgeber) für die Mehrheit der Organismen dar. In Drosophila wird dieses durch die lichtinduzierte Veränderung eines "clock"-Genproduktes, des Timeless (TIM)-Proteins, erreicht, die eine Resynchronisation der inneren Uhr bewirkt. Mit Hilfe der kürzlich isolierten Mutation im cryptochrome-Gen (dcry) von Drosophila (cryb), soll versucht werden, den komplexen Licht-Input in das circadiane System aufzuschlüsseln. Es konnte bereits gezeigt werden, daß Cryptochrom entscheidend an diesem Prozeß beteiligt ist, aber auch, daß andere Photorezeptoren eine wichtige Rolle spielen. Diese Photorezeptoren konnten bisher nicht auf ihre Bedeutung hin untersucht werden, da das vorhandene dcry-Genprodukt etwaige Effekte anderer Photorezeptormutanten überdeckte. Durch die Analyse verschiedener Photorezeptormutanten im Hintergrund der cryb-Mutation soll nun deren Einfluß auf die Synchronisation untersucht werden. Dazu soll das Verhalten und die Veränderungen der Lichtsensitivität des TIM-Proteins in den Doppelmutanten untersucht werden. Von den vorgeschlagenen Arbeiten erwarte ich die weitgehende Entschlüsselung der circadianen Photorezeption eines höheren Eukaryonten. (p)

• DFG Programme: Research Grants