Detailansicht
A molecular approach to lunar periodicity
Theresa Hammer
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Kristin Tessmar-Raible
DOI
10.25365/thesis.32017
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29846.17871.910565-8
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Seit Beginn der Zeit ist das Leben täglichen Hell-Dunkel-Zyklen, jahreszeitlich bedingten periodisch wiederkehrenden Klimaveränderungen und Gezeiten bzw. Mondperioden, welche durch die Erddrehung um die Sonne hervorgerufen werden, ausgesetzt (Saunders 2002; Koštál 2011). Besonders Insekten haben Strategien, wie zum Beispiel Synchronisation des Fortpflanzungsverhaltens, entwickelt um ihre Aktivität und Entwicklung diesen umweltbedingten Schwankungen anzupassen. Meereslebewesen weisen häufig endogene tägliche, mond-periodische und jährliche Uhren auf um ihre Aktivität und Entwicklung zeitlich mit der Umwelt abzustimmen (Saunders 2002; Tessmar-Raible, Raible, and Arboleda 2011). Deshalb kann vermutet werden, dass die im Gezeitenbereich lebenden marinen Insekten adäquate Modellsysteme für molekulare Analysen darstellen, um das Prinzip der Interaktionen von Mondzyklus-kontrollierten Rhythmen zu verstehen, und haben ein starkes Potential neue Erkenntnisse in ursprünglichen Zusammenhängen zwischen molekularen Uhren und der Physiologie zu liefern. Um jedoch verstehen zu können, wie diese biologischen Uhren ticken, müssen wir vorerst die molekularen Hintergründe erkennen und verstehen. Da die im Meer lebende Mücke Clunio marinus (Chironomidae, Diptera) exakt definierte Schlüpfzeiten, die an die lokalen Gezeiten genetisch angepasst sind und einen Mondrhythmus besitzen, aufweisen, und weil das Fortpflanzungsverhalten in der Population synchronisiert und durch endogene biologische Uhren kontrolliert wird, wurde die Mücke C. marinus näher auf der molekularen Ebene erforscht. Die derzeitigen Ergebnisse rücken die Bestrebungen ins Licht das Geheimnis um den Mond, der nicht nur im Meer lebende Mücken sondern möglicher Weise auch uns selbst beeinflusst (wie Cajochen et al. kürzlich in ihrer Veröffentlichung debattiert haben; Cajochen et al. 2013), zu lüften. Messenger RNA- und/oder Protein-Expression der „ciliary“ Opsine (c-Opsine), die mutmaßlichen Mondlichtsensoren vertebraten-ähnlicher „ciliary“ Photorezeptorzellen, und deren Lokalisierung wurden untersucht. Die Analysen wurden im Entwicklungsstadium Larve, während dessen Entrainment und Synchronisation der Monduhr stattfindet, und im Puppen- und Erwachsenenstadium der marinen Mücke C. marinus durchgeführt, was überaschende Ergebnisse preisgab. Erste Transgenese-Versuche, mit eingeschlossen fütterungsinduzierte RNA Inhibierung (RNAi), Teilchenbeschießung (particle-bombardment) und Mikroinjektion, wurden durchgeführt um C. marinus als erfolgversprechenden neu aufkommenden Modellorganismus in der Chronobiologie zu etablieren.
Abstract
(Englisch)
Since the beginning of time life has been subjected to daily light-dark-cycles, to seasonal periodicities of climatic change, and to tidal and lunar periodicities that are dictated by rotation of the earth around the sun (Saunders 2002; Koštál 2011). Especially inter-tidal marine insects have developed strategies, e.g. reproduction behavior synchronization, to adapt their activity and development to these environmental fluctuations. Marine species often feature endogenous daily, lunar-periodic and annual clock mechanisms to time-control activity and development with the environment (Saunders 2002; Tessmar-Raible, Raible, and Arboleda 2011). It can thus be hypothesized that inter-tidal marine insects offer great model organisms for molecular analyses to understand the principles and interactions of lunar- controlled rhythms and have a strong potential to provide new insights into ancient correlations between biological clocks and physiology. Yet, to understand how these biological clocks work the underlying molecular mechanisms have to be investigated and understood first. As the marine midge Clunio marinus (Chironomidae, Diptera) features exactly defined emergence times being genetically adapted to the local tidal regimes and showing a circa- lunar rhythmicity, and as reproduction behavior is synchronized among the population and controlled by endogenous biological clocks the midge C. marinus has been subject of research on the molecular level. The present data shed light on the effort for disclosing the secret of the moon possibly influencing not only marine midges but also ourselves (like Cajochen et al. discussed in their recent publication; Cajochen et al. 2013). Messenger RNA and/or protein expressions of ciliary opsins (c-opsins), the putative moonlight sensors in vertebrate-like ciliary photoreceptor cells, as well as their localizations in the marine midge C. marinus were investigated. Analyses were done at the larval developmental stage during which entrainment and synchronization of the circa-lunar clock takes place, and in pupal and adult midges, and revealed surprising outcomes. In parallel, preliminary experiments towards transgenesis including feeding-induced RNA inhibition, particle-bombardment and micro-injection were performed to establish C. marinus as a promising new upcoming model organism in chronobiology.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
lunar periodicity opsins molecular clock Clunio marinus
Schlagwörter
(Deutsch)
lunare Periodizität Opsine molekulare Uhr Clunio marinus
Autor*innen
Theresa Hammer
Haupttitel (Englisch)
A molecular approach to lunar periodicity
Paralleltitel (Deutsch)
Molekulare Herangehensweise zu lunarer Periodizität
Paralleltitel (Englisch)
A molecular Approach to lunar Periodicity
Publikationsjahr
2014
Umfangsangabe
96, 13 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Kristin Tessmar-Raible
AC Nummer
AC12035674
Utheses ID
28467
Studienkennzahl
UA | 066 | 830 | |