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Neuronal circuitry for social behavior in female Drosophila melanogaster
Yang Wu
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Betreuer*in
Barry Dickson
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30402.83172.917965-8
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Soziales Verhalten ist eine evolutionär erfolgreiche Strategie und tritt bei diversen Lebewesen auf, von einzelligen Mikroben bis zum Menschen. Verschiedene soziale Verhaltensweisen sind gut dokumentiert, die ihnen zugrundeliegenden neuronalen Substrate und Mechanismen sind allerdings zum Großteil unbekannt. Das Ziel dieser Arbeit ist es, mit Hilfe genetischer Methoden in Drosophila melanogaster neuronale Schaltkreise für Sozialverhalten zu identifizieren. Wir sind hauptsächlich an zwei sozialen Verhaltensweisen interessiert, die das Drosophilaweibchen an den Tag legt: der Situation, in der eine Fliege der anderen während aggressiven Verhalten und dem Balzverhalten folgt (Folgeverhalten) und dem Ablehungsverhalten während der Balz (gekennzeichnet durch Ausstrecken des Ovipositors). Ziel war es, die neuronalen Grundlagen dieser Verhaltensweisen zu verstehen. Es wurde ein neuronaler Aktivierungsscreen einer enhancer tile GAL4 Bibliothek mit dem thermosensitiven Kationenkanal TrpA1 durchgeführt. Wir identifizierten GAL4 Linien, die in Neuronen exprimieren, deren Aktivität unterschiedliche künstlich hervorgerufene Verhaltensweisen auslösen. Für das weibliche Folgeverhalten wurden genetische Strategien (stochastische Markierung und intersektionale Methoden) angewandt, um die auslösenden Neuronen zu identifizieren. Es wurde die geschlechtsspezifische Neuronenklasse pMP8 identifiziert und anatomisch, molekular und verhaltensbiologisch untersucht. Um Neurone zu finden, die postsynaptisch mit pMP8 verbunden sind, wurde ein neuronaler Epistasisscreen durchgeführt, in dem pMP8 mittels dTrpA1 aktiviert wurde und gleichzeitig verschiedene Neurone inaktiviert wurden. Mit intersektionalen Methoden wurden driver Linien gefunden, die nur wenige Neuronen markieren. Mehrere dieser Linien exprimieren im selben Neuronentyp im Fächerkörper (ellipsoid body) des Gehirns. Drei neuronale Klassen wurden als Kandidaten für die Steuerung des Ausstreckens des Ovipositors gefunden: ein vom Ventralganglion ins Gehirn aufsteigendes Neuron, ein lokales Interneuron und ein Motorneuron. Das aufsteigende Neuron ist potentiell für die weibliche Rezeptivität erforderlich, die Funktionen der anderen Neuronen sind noch unerforscht. Die vorliegende Arbeit liefert wichtige Grundlagen, um neuronale Schaltkreise für soziales Verhalten in Drosophilaweibchen zu entschlüsseln und in ihrer Funktionsweise zu verstehen.
Abstract
(Englisch)
Social behavior is an evolutionarily advantageous strategy across different species ranging from single-celled microbes to human beings. Although various social behaviors have been well documented, the underlying neural substrates and mechanisms remain largely unknown. The objective of this thesis is to identify the neuronal circuitry for social behavior by exploiting the powerful genetics of Drosophila melanogaster. We are primarily interested in investigating the neural basis of two social behaviors displayed by female Drosophila: following (a common motif in both aggression and aggregation) and the rejection response (or ovipositor extrusion) during courtship. We performed a neuronal activation screen with an enhancer-bashing GAL4 library using a thermo-sensitive cation channel dTrpA1. GAL4 lines that induced various ectopic behaviors upon activation were identified. For the female following behavior, we used a stochastic labeling approach and intersectional genetics to identify the underlying neurons. We identified a female-specific neuronal cluster, named pMP8, and characterized it anatomically, molecularly and behaviorally. Furthermore, in order to identify the downstream partners of pMP8, we performed an epistasis screen by activating pMP8 with dTrpA1 while simultaneously silencing various neurons. Using intersectional approach, we obtained driver lines with more restricted expression pattern and observed an ellipsoid-body neuron commonly targeted by several lines. For ovipositor extrusion, three neuronal clusters were identified as candidates, including an ascending neuron, a local interneuron and a motor neuron. The ascending neuron seems to be required for female receptivity while the functions of the other two remained to be characterized. This study provides an entry point into the mapping and understanding of the neuronal circuitry for social behavior in Drosophila females.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Neuron Neuronal circuit Female following Ovipositor extrusion Social behavior Drosophila melanogaster
Schlagwörter
(Deutsch)
Neuron Neuronale Schaltung Female folgenden Ausstrecken des Ovipositors Sozialverhalten Drosophila melanogaster
Autor*innen
Yang Wu
Haupttitel (Englisch)
Neuronal circuitry for social behavior in female Drosophila melanogaster
Paralleltitel (Deutsch)
Neuronale Schaltkreise für soziales Verhalten bei weiblichen Drosophila melanogaster
Publikationsjahr
2013
Umfangsangabe
110 S. : Ill., graph. Darst-
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Kristin Tessmar ,
Matthieu Louis
Klassifikation
30 Naturwissenschaften allgemein > 30.00 Naturwissenschaften allgemein: Allgemeines
AC Nummer
AC10893691
Utheses ID
25804
Studienkennzahl
UA | 094 | 490 | |