dc.contributor.author
Damrau, Christine
dc.date.accessioned
2018-06-08T01:08:02Z
dc.date.available
2015-02-16T10:04:26.442Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/12979
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-17177
dc.description.abstract
The biogenic amines tyramine and octopamine are important neuromodulators
involved in many physiological processes in invertebrates. They enable the
modulation of behavioral output in response to internal and environmental
changes. In this study, the role of octopamine and tyramine in sugar response
and locomotion was investigated by genetic modifications affecting amine
levels in adult Drosophila melanogaster. The synthesis-mutant tßhnM18
(tyramine-ß-hydroxylase) lacking octopamine and accumulating tyramine was
analyzed in two behavioral paradigms: in the proboscis extension assay to test
sugar response after starvation and in the Buridan’s assay to test walking
speed and stripe deviation. In the proboscis extension assay, starved tßhnM18
mutants showed a reduced sugar response. Their hemolymph carbohydrate
concentration was elevated compared to control flies and when starved to
death, they survived longer. Temporally controlled rescue experiments revealed
an action of the OA/TA system during sugar response, while spatially
controlled rescue experiments suggested OA/TA actions inside and outside of
the nervous system. Additionally, the analysis of OA- and TA-receptor mutants
exhibited an involvement of both amines in the animals' physiological response
to starvation. In the Buridan’s paradigm, tßhnM18 mutants walked slower and
more directed to the presented stripes. The analysis of tßh overexpression in
mutant and wild type flies as well as in OA- and TA-receptor mutants revealed
a complex interaction of both aminergic systems in the control of locomotion.
The null allele tßhnM18 showed differential dominance effects on the three
behavioral traits ranging from recessive to overdominant. The data suggested
that the different neuronal networks responsible for the three phenotypes are
differentially sensitive to tßh gene dosage. In conclusion, the here presented
data indicate a cooperation of biogenic amines on behavioral control, not only
in the nervous system but also in non-neuronal tissues. The modulation of the
different behavioral aspects is tßh dosage-dependent. The activity of the tßh-
enzyme enables the alteration of the relative concentrations of octopamine and
tyramine leading to behavioral modulation. Thus, this work provides a
mechanism for behavioral plasticity achieved by amine level alterations.
de
dc.description.abstract
Die biogenen Amine Tyramin und Octopamin sind in Invertebraten als wichtige
Neuromodulatoren an unzähligen physiologischen Prozessen beteiligt. Sie
ermöglichen die Modulation von Verhaltensantworten in Reaktion auf interne und
externe Veränderungen. In dieser Arbeit wurde die Rolle von Octopamin und
Tyramin in der Zuckerantwort und im Laufverhalten am Modellorganismus
Drosophila melanogaster mit Hilfe genetischer Manipulation untersucht, in
Folge derer sich die relative Menge der Amine verändert. Die Synthesemutante
tßhnM18 (tyramine-ß-hydroxylase), die kein Octopamin aber einen Überschuss an
Tyramin aufweist, wurde in zwei Verhaltensparadigmen getestet: im
Proboscisextensionsassay (Hunger-abhängige Antwort auf Zucker) und in
Buridan’s Assay (Laufgeschwindigkeit und visuelle Fixation). Im
Proboscisextensionsassay zeigten gehungerte tßhnM18 Mutanten eine reduzierte
Antwort auf Zucker, während die Konzentration der Kohlenhydrate in ihrer
Hämolymphe im Vergleich zu Kontrollfliegen erhöht war. Des Weiteren wiesen sie
eine längere Überlebensdauer ohne Futter auf. Zeitlich kontrollierte
Rettungsversuche zeigten eine Aktivität des octopaminergen und tyraminergen
Systems während der Antwort auf Zucker, während räumlich kontrollierte
Rettungsversuche eine Aktivität des octopaminergen und tyraminergen Systems
innerhalb und außerhalb des Nervensystems zeigten. Eine Analyse von Octopamin-
und Tyraminrezeptoren ergab eine Beteiligung beider Amine in der
physiologischen und neuronalen Reaktion auf Futterentzug. Im Buridanparadigma
zeigten tßhnM18 Mutanten eine geringere Laufgeschwindigkeit und mehr Bewegung
in Richtung der präsentierten Streifen. Die Ergebnisse der tßh-Überexpression
und der Rezeptormutanten legten eine komplexe Interaktion zwischen den
aminergen Systemen zur Bewegungskontrolle dar. Das Nullallel tßhnM18 wies
differentielle Dominanzeffekte auf die drei getesteten Verhalten auf, die von
rezessiv bis überdominant reichten. Die Daten lassen den Schluss zu, dass
verschiedene neuronale Netzwerke für die drei Verhalten verantwortlich sind.
Die Modulation von Zuckerantwort und visuelle Fixation korrelierten mit der
tßh-Gendosis. Zusammenfassend zeigen die hier präsentierten Daten die
Zusammenarbeit zweier biogener Amine bei der Kontrolle von Verhaltensmustern,
die nicht nur im Gehirn, sondern auch nicht neuronal stattfindet. Die
Veränderung der relativen Mengen von Octopamin und Tyramin durch tßh-Induktion
ist ein möglicher Mechanismus für die Verhaltensmodulation, der durch Stress
ausgelöst werden könnte. Diese Modulation wird von der tßh-Gendosis
beeinflusst.
de
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
animal behavior
dc.subject
biogenic amines
dc.subject
sugar response
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie
dc.title
Aminergic control of Drosophila behavior
dc.contributor.contact
christinedamrau@googlemail.com
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Björn Brembs
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Hans-Joachim Pflüger
dc.date.accepted
2014-12-19
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000098461-1
dc.title.translated
Aminerge Kontrolle des Verhaltens von Drosophila
de
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000098461
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000016532
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access