Neuronale Konnektivität

Das visuelle System der Fruchtfliege: Die Nervenzellen der Fotorezeptoren (grün) im Fliegen-Komplexauge schicken ihre Axone zu den optischen Ganglien im Gehirn.

MPI für Neurobiologie / Suzuki

Wie entstehen aus Nervenzellen neuronale Schalt­kreise? Wir wollen verstehen, welche Mechanismen der Entwicklung solcher Nerven­zell­verbindungen zu Grunde liegen.

Während der Entwicklung wachsen die Axone von Nervenzellen auf bestimmte Zielzellen zu, mit denen sie sich dann verbinden. Auf ihrem Weg werden die Axone vom Wachstumskegel geleitet, der an der Spitze jedes Axons zu finden ist. Wachstumskegel sind hochmobil und reagieren sehr empfindlich auf verschiedene Leitmoleküle in ihrer Umgebung, auf die sie auf ihrem Weg zur Zielzelle treffen.

Unser Ziel ist es, die Regulierungs­mechanismen zu identifizieren und zu charakterisieren, die die Wachstumskegel zu ihren Zielzellen leiten, und die es den "richtigen" Zellpaaren ermöglichen, feste Verbindungen aufzubauen.

Am visuellen System der Fruchtfliege Drosophila untersuchen wir verschiedene Regulierungsmechanismen, die für die Entwicklung dieses Systems von Bedeutung sind. Dabei stehen die folgenden Fragen im Vordergrund:

1. Aufbau der retinotophischen Karte: Wie wird die Richtung des axonalen Wachstums reguliert?
2. In welchem anatomischen Bereich der visuellen Gehirnregion endet das axonale Wachstum?
3. Wie werden Verbindungen mit den Zielzellen aufgebaut und aufrechterhalten?

Nachdem nun über 40 Gene identifiziert sind, die eine Rolle beim axonalen Wachstum in diesem Bereich spielen (Berger et.al. 2008, PLoS Genetics), haben wir mit der detaillierten Funktionsanalyse der Moleküle aus unserer Arbeit begonnen.