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Expression and function of fruitless isoforms in Drosophila melanogaster
Sabrina Jörchel
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Barry Dickson
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29534.87884.283064-7
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Das Paarungsverhalten männlicher Fruchtfliegen der Art D. melanogaster ist angeboren und basiert damit auf, in der Entwicklung fixierten, neuronal Netzwerken. Der genetische Faktor, der sowohl ursächlich als auch instruktiv für das männliche Nervensystem und Verhalten ist, ist fruitless (fru). Bei FruM handelt es sich um einen potentiellen Transkriptionsfaktor der spezifisch in Männchen in drei Spleißvarianten exprimiert wird. Diese Varianten FruMA, FruMB und FruMC unterscheiden sich deutlich in ihren Zink-Finger Domänen. Diese Zink-Finger machen ihre Bindungseigenschaften als Transkriptionsfaktor aus. Daraus ergibt sich die folgende Hypothese: Verschiedene FruM Varianten haben unterschiedliche Funktionen für das Paarungsverhalten. Die Ursachen hierfür können sowohl in ihrem Expressionsmuster als auch in ihrer molekularen Funktionsweise liegen. Um diese Hypothese zu Untersuchen haben wir einerseits Mutanten erzeugt, die speziell die Zink-Finger Domänen der Isoformen betreffen und darüber hinaus Antikörper, die diese Domänen erkennen. Wir beobachten, dass sich die fruA, fruB und fruC Mutanten erheblich in ihrem Paarungsverhalten unterscheiden, sowohl quantitativ als auch qualitativ. Die stärkste Beeinträchtigung zeigen Mutanten der FruMC Isoform, die den wichtigen Paarunsgesang nicht generieren können und damit auch nicht erfolgreich sind bei ihren Kopulationsversuchen. Interessanterweise sind die drei Isoformen dennoch in einem großen Teil aller fru Neurone präsent. Dennoch gibt es eine Reihe von Neuronentypen die nur eine einzige Isoform exprimieren. Die unterschiedlichen Funktionen werden daher vermutlich zum einen von der Spezifität der Zink-Finger Domäne und zum anderen von der Spezifität der Expressionsmuster hervorgerufen. Um die zellulären Ursachen für die verschiedenen Verhaltensphänotypen zu Untersuchen haben wir die neuronale Netzwerkmorphologie genauer analysiert. Es ist bekannt, dass die fru Neurone sex-spezifisch beziehungsweise sexuell dimorph sind. Wir können zeigen, dass diese Dimorphismen der Neurone abhängig von FruM sind und zwar hauptsächlich von der FruMC Isoform. Wir postulieren daher, dass die neuronale Morphologie maßgebend für die Maskulinisierung des fru Netzwerkes und damit des Paarungsverhaltens ist. Schließlich versuchen wir die Neurone zu identifizieren, in denen FruMC notwendig ist um den Paarunsgesang hervorzurufen. Erste Ergebnisse deuten an, dass es sich dabei um die P1 und vPR6 Neurone, die schon bekannt sind für ihre Rolle im Paarunsgesang, und einige bis jetzt unbekannte Neurone handelt.
Abstract
(Englisch)
Male sexual behaviour is hardwired in the Drosophila nervous system due to the expression of male-specific fruitless (fru) products. Those appear as alternative splice variants, termed the FruM isoforms FruMA, FruMB and FruMC. Each FruM isoform carries a distinct zinc-finger domain that likely allows it to function as a transcriptional regulator. Accordingly, we hypothesised that distinct isoforms have specific functions in sub-behaviours of the courtship ritual which might also be reflected in distinct expression patterns and molecular functions. For that purpose we generated mutants affecting the zinc-finger domains of FruMA, FruMB and FruMC as well as isoform specific antibodies and myc tagged alleles. Here, we show that all of the fru isoform mutants display distinct differences in overall courtship performance as well as in sub-behaviours. This holds true if aspects of the behaviour are analysed quantitatively as well as qualitatively. The strongest impairment is seen in fruC mutants, which do not generate courtship song and fail to copulate. In search for the basis of those differences we first investigated the expression pattern of each of the fru isoforms and found that there is surprisingly little difference between their expression patterns, i.e. each isoform is expressed in the majority of the fru neurons, yet we also observe that some distinct expression. Different behavioural functions therefore are likely to be based in both the distinct molecular actions and the distinct expression pattern of the FruM isoforms. Furthermore we addressed the cellular phenotype of the fru isoform mutants on the anatomical level of the sexually dimorphic fru circuit. The most severe phenotype is seen again in the fruC mutant where a majority of neurons display a female like anatomy. We hence postulate that sexually dimorphic circuit anatomy is highly relevant for the sex-specific courtship behaviour. Finally, we attempt to map the neuronal substrates in which FruMC is required for generation of song. Initial results suggest the known song neurons P1 and vPR6 as well as some novel neurons.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Fruitless Drosophila Courtship Behaviour Zinc-Finger Isoforms
Schlagwörter
(Deutsch)
Fruitless Drosophila Paarungsverhalten Zink-Finger Isoformen
Autor*innen
Sabrina Jörchel
Haupttitel (Englisch)
Expression and function of fruitless isoforms in Drosophila melanogaster
Paralleltitel (Deutsch)
Expressions- und Funktionsanalyse der Fruitless Isoformen in Drosophila melanogaster
Publikationsjahr
2011
Umfangsangabe
94, XVII S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Iris Salecker ,
Alexander Stark
Klassifikation
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie
AC Nummer
AC09410694
Utheses ID
13324
Studienkennzahl
UA | 091 | 490 | |