Gen lässt Blau nach Banane duften
Taufliegen-Larven können Licht riechen
Licht riecht lecker
Die Riech-Nervenzellen der nur einen Millimeter kleinen genetisch veränderten Fliegenlarven sind alle in der Lage, das entsprechende Protein herzustellen, das durch Licht aktiviert wird. Welche der 28 Zellen schließlich licht-empfindlich wird, können die Forscher mit Hilfe von genetischen Markern frei wählen. "Wir konnten sowohl Zellen aktivieren, die normalerweise abstoßende Düfte wahrnehmen, was eine Schreckreaktion bei den Tieren auslöst, als auch solche, die attraktive Düfte wahrnehmen, wie Banane, Marzipan oder Klebstoff", erklärt Prof. Störtkuhl. Die aktivierten Nervenzellen senden bei Bestrahlung mit blauem Licht der Wellenlänge 480nm ein elektrisches Signal - sie feuern. Die Larve hat so den Eindruck, Düfte wahrzunehmen. Das Experiment zeigt, dass sich Larven, bei denen Nerven-Zellen, die für attraktive Duftstoffe zuständig sind, lichtempfindlich gemacht wurden, auf das Licht zu bewegen, während genetisch unveränderte Larven Licht generell meiden.
Tiere werden nicht verletzt
Die Forscher können den Effekt außerdem elektrophysiologisch messen. Dünne Elektroden können das Signal der Licht-aktivierten Nervenzellen detektieren. So lässt sich die Verarbeitung des Nervensignals bis ins Gehirn weiterverfolgen und somit lassen sich neuronale Netze nicht-invasiv beobachten. "Der große Vorteil dieser Technik besteht darin, dass wir am lebenden Tier Tests durchführen können, ohne es zu verletzen", sagt Prof. Störtkuhl. Die Forscher versprechen sich mit dieser neuen Technik weitere Einblicke in die Verschaltung und die Funktionsweise des Gehirns. Der Geruchssinn funktioniert bei den genetisch veränderten Fliegenlarven übrigens normal.
Gleiches Prinzip auch bei anderen Tieren
In weiteren Studien wollen die Forscher nach demselben Prinzip auch erwachsene Taufliegen mit den photoaktivierbaren Proteinen ausstatten, um in ihrem Gehirn einzelne Nervenzellen gezielt anregen zu können. Die hier erfolgreich eingesetzte Methode werden nun auch in anderen Laboren u.a. dann der RUB bei Mäusen etabliert werden, um ähnliche Fragestellungen beantworten zu können.
Originalveröffentlichung: Bellmann D, Richardt A, Freyberger R, Nuwal N, Schwärzel M, Fiala A and Störtkuhl KF; "Optogenetically induced olfactory stimulation in Drosophila larvae reveales the neuronal basis of odor-aversion behavior"; Front. Behav. Neurosci. 2010, 4:27
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