Rezeption & Transduktion
Molekulare Neurophysiologie des Geruchsinns bei Insekten
Geruchsrezeptoren spielen eine wichtige Rolle bei der Anpassung einer Art an ökologische Nischen. Geruchsrezeptoren von Insekten unterscheiden sich in zwei Aspekten von den Geruchsrezeptoren von Wirbeltieren und anderen wirbellosen Tieren, die zur Familie der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCRs) gehören. Erstens bilden sie Dimere, die aus einem geruchsspezifischen Protein und einem ubiquitären Protein bestehen und einen Ionenkanal bilden. Zweitens scheint die Topologie der Insektenrezeptorproteine im Vergleich zu klassischen GPCRs invertiert zu sein.
Wir untersuchen, durch welchen Mechanismus Drosophila-Geruchsrezeptoren ein Geruchssignal in ein elektrisches Signal umwandeln und wie dieses Signal in den Kompartimenten der Geruchssinnesneuronen verarbeitet und verstärkt wird.
Unsere Arbeit konzentriert sich darauf, herauszufinden, wie eine Anpassung an eine spezielle Umgebung auf der Ebene der Riechrezeptoren und auf der Ebene der interneuronalen Kommunikation organisiert ist. Dazu führen wir elektrophysiologische Experimente in nativen Zellen (in situ und in isolierter Form) sowie in heterologen Expressionssystemen durch, um die biophysikalischen Eigenschaften von Riechrezeptoren und nachgeschalteten Signalsystemen zu untersuchen. Ergänzt werden diese Ansätze durch optische Bildgebung und pharmakologische Untersuchungen von Signalkomponenten.
Mitgliedschaft im Redaktionsausschuss
Associate Editor of Frontiers in Cellular Neuroscience
Themen für Masterarbeiten
1. Odor signal processing in Drosophila olfactory sensory neurons. Pharmacological screening using fluorescence optics in an isolated antenna preparation
2. Role of the Drosophila odorant receptor protein Or57b in odor-induced excitation and inhibition of olfactory sensory neuron activity
3. Regulation of response termination upon odorant stimulation in Drosophila
1. Patch clamp (electrophysiological technique to measure ion currents across the plasma membrane of cells or membrane patches)
2. Fluorescence optics (to determine the intracellular concentration of messengers such as calcium and cAMP, based on fluorescent indicators for these compounds)
3. Cell culture (heterologous expression of channel and receptor protein in cultured cells such as HEK293 or CHO cells)
Präparationen:
Drosophila open antenna preparation (in vivo and in vitro)
Isolated Drosophila olfactory sensory neurons
Heterologous expression systems (HEK293, CHO, Sf9)
Kooperationen:
DFG SPP 1392 Integrative Analysis of Olfaction
Project "Analysis of olfactory transduction mechanisms in the behaving hawkmoth Manduca sexta" (Wi 1422/3-2)
Cooperation with Monika Stengl (Universität Kassel, FB 10 Naturwissenschaften, Abt. Tierphysiologie)