Analyse axonaler Lenkungsmechanismen in Drosophila

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Beim Aufbau eines neuronalen Netzwerkes spielt die axonale Wegfindung eine wichtige Rolle. Für die korrekte Zielfindung müssen die auswachsenden Axone entsprechende Richtungsinformationen empfangen und umsetzen. Zwar sind einige Botenstoffe, die anziehend oder abstoßend auf axonale Wachstumskegel wirken, identifiziert worden, jedoch sind die zugrunde liegenden Mechanismen noch nicht hinreichend verstanden. Das neuromuskuläre System von Drosophila hat eine entscheide Rolle bei der Aufklärung der Wegfindungsprinzipien gespielt. In diesem Projekt soll die Rolle der Lenkungsmoleküle Sidestep (Side) und Beaten path Ia (Beat) weiter entschlüsselt werden. Als Transmembranprotein im Substrat dient Side der kontaktabhängigen Anziehung von Motoaxonen. Nach Kontakt mit Motoaxonen wird Side herunterreguliert. Fehlt Side im Substrat, so ist die Orientierung der Wachstumskegel gestört und die Motoaxone wachsen an ihren Muskelfeldern vorbei. Beat wird zur Erkennung von Side benötigt. Fehlt Beat, so können Side exprimierende Gewebe nicht mehr erkannt werden, was zu einem sehr ähnlichen Phänotyp führt. Ziel dieses Antrags ist es nun eine Struktur- Funktionsanalyse der Erkennungsmechanismen zwischen Beat und Side durchzuführen. Da eine Interaktion von Beat und Side nachgewiesen ist, soll die Bindestelle genauer untersucht werden. Weiterhin soll versucht werden, den Mechanismus der Beat-abhängigen Herunterregulierung von Side zu bestimmen. Zusammen mit der Stärke und Penetranz der Beat und Side mutanten Phänotypen und der Möglichkeit in lebendigen Embryonen wachsende Axone gezielt zu Side-exprimierenden Geweben zu lenken, stellt die Interaktion von Beat und Side einen der Hauptmechanismen der motoaxonalen Lenkung in Drosophila und anderen Insekten dar.