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The role of AKH in female reproduction in Drosophila melanogaster under nutritional scarcity
Anna Garger
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Molecular Biology
Betreuer*in
Stephanie Ellis
DOI
10.25365/thesis.78399
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-23341.98620.631321-9
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In den allermeisten Tierarten tragen Weibchen den höheren energetischen Aufwand während der Reproduktion. Dies erfordert eine präzise abgestimmte Verteilung der verfügbaren Energie zwischen Überleben und Fortpflanzung – insbesondere bei Nahrungsknappheit. In der Fruchtfliege Drosophila melanogaster spielt das adipokinetische Hormon (AKH) eine entscheidende Rolle bei der Mobilisierung von Energiereserven – hauptsächlich in Form von Triacylglyceriden und Glykogen – um die metabolische Homöostase aufrechtzuerhalten. Obwohl AKH vermutlich an der Regulation der Fortpflanzung bei Nahrungsknappheit beteiligt ist, ist bisher kaum bekannt, wie AKH die Reproduktion unter solchen Bedingungen beeinflusst. Trotz seiner zentralen Rolle sind die nachgeschalteten Gene des AKH-Rezeptors (AKHR), die im wichtigsten Energiespeicherorgan, dem Fettkörper, exprimiert werden, bislang weitgehend unerforscht. In dieser Studie nutzten wir das GAL4/GAL80ts-UAS-System, um die Gene, die intern als potenziell AKH-sensitive identifiziert wurden, organ- und stadienspezifisch auszuschalten, und konnten vier Kandidaten ausfindig machen – Lsd-1, Lip4, Smvt und Eglp4 – die sowohl den weiblichen Fortpflanzungserfolg als auch den Lipidstoffwechsel beeinflussen und den Phänotyp von AKHR-Knockdown-Fliegen nachahmen. Zudem deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass sich bei Weibchen unter Nahrungsmangel die Ecdyson-Biosyntheserate in den Ovarien reduziert und folglich der Hormonspiegel im gesamten Körper abfällt. Dies ist vermutlich notwendig, um dem restlichen Körper den Reproduktionsstatus mitzuteilen, damit ihre Physiologie, ihr Stoffwechsel und ihr Verhalten abgestimmt werden können. Zusammengefasst zeigen unsere Ergebnisse sowohl neue Komponenten des AKH-Signalwegs als auch seine duale Funktion als metabolischer Gatekeeper und Regulator der Reproduktion unter Nahrungsmangel auf.
Abstract
(Englisch)
In many animals, females bear the greater energetic cost for reproduction and therefore require a finetuned energy allocation between survival and reproductive output, particularly under conditions of nutrient scarcity. In the fruit fly Drosophila melanogaster, adipokinetic hormone (AKH) plays a critical role in the mobilisation of energy reserves – primarily stored as triacylglycerides and glycogen – to maintain metabolic homeostasis. Although AKH is expected to influence the regulation of reproductive output under nutrient scarcity, little is known about how AKH signalling affects reproduction under such conditions. Additionally, despite its central role, the downstream genes of AKH receptor (AKHR) expressed in the major energy storage organ, the fat body, remain largely unknown. In this study, we used the GAL4/GAL80ts-UAS system to knock down genes that are identified in-house as potential targets of AKH signalling in an organ- and stage-specific manner, and identified four key candidates – Lsd-1, Lip4, Smvt, and Eglp4 – that affect both female reproductive output and lipid metabolism, thereby mimicking the phenotype of AKHR knockdown flies. In addition, we found that female flies raised on nutritionally scarce food exhibit a reduced rate of ecdysone biosynthesis in the ovaries, leading to lower whole body ecdysone concentrations. It is presumably necessary to inform the rest of the body about their reproductive status in order to adjust the physiology, metabolism and behaviour accordingly. Taken together, this study reveals novel components of the AKH pathway and highlights the dual role of AKH as a metabolic gatekeeper and regulator of reproduction during nutrient stress.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
adipokinetisches Hormon Myosuppressin Ecdyson Lsd-1 Lip4 Smvt Eglp4
Schlagwörter
(Englisch)
adipokinetic hormone myosuppressin ecdysone Lsd-1 Lip4 Smvt Eglp4
Autor*innen
Anna Garger
Haupttitel (Englisch)
The role of AKH in female reproduction in Drosophila melanogaster under nutritional scarcity
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
66 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Stephanie Ellis
Klassifikation
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie
AC Nummer
AC17532407
Utheses ID
75987
Studienkennzahl
UA | 066 | 865 | |