Die sensorischen und interneuronalen Bahnen des neuroendokrinen Konnektoms bei Drosophila

AG Pankratz zeigt neuronale Netzwerk-Architektur auf

Links: EM-Rekonstruktion aller 56 peptidergen Neurone (RPNs), welche die Ringdrüse der Drosophila-Larve innervieren, benannt nach dem dominant produzierten Neuropeptid (hemilaterale Zellen sind dargestellt). Rechts: Hive-Plot mit ausgewählten Interneuronen (vertikal ausgerichtet), die das sensorische System mit den RPNs verbinden.

Links: EM-Rekonstruktion aller 56 peptidergen Neurone (RPNs), welche die Ringdrüse der Drosophila-Larve innervieren, benannt nach dem dominant produzierten Neuropeptid (hemilaterale Zellen sind dargestellt). Rechts: Hive-Plot mit ausgewählten Interneuronen (vertikal ausgerichtet), die das sensorische System mit den RPNs verbinden.

Neuroendokrine Systeme halten die organismische Homöostase aufrecht und regulieren die Stressreaktion. Obwohl viel über Neuropeptide und Hormone bekannt ist, welche freigesetzt werden und auf Zielorgane in der Peripherie wirken, sind die synaptischen Inputs auf diese neuroendokrinen Outputs im Gehirn weniger gut verstanden. Hier verwendet die AG Pankratz (Erstautor Dr. Sebastian Hückesfeld) die Transmissions-Elektronen-Mikroskopie-Rekonstruktion eines ganzen zentralen Nervensystems der Drosophila Larve, um die sensorischen Bahnen und die Interneuronen aufzuklären, die synaptischen Input zu den neurosekretorischen Zellen liefern, welche zu den endokrinen Organen projizieren. Durch Netzwerkmodellierung vorhergesagt, konnte sie auch ein neues, auf Kohlendioxid reagierendes Netzwerk identifizieren, das auf eine spezifische Gruppe von neurosekretorischen Zellen wirkt und die Neuropeptide Corazonin (Crz) und Diuretisches Hormon 44 (Dh44) einschließt. Die Analyse zeigt eine neuronale Netzwerk-Architektur für kombinatorische Aktionen, die auf sensorischen und interneuronalen Bahnen basiert, welche auf unterschiedliche Kombinationen von neuroendokrinen Ausgängen konvergieren.

Publikation: 

Hückesfeld S, Schlegel P, Miroschnikow A, Schoofs A, Zinke I, Haubrich AN, Schneider-Mizell CM, Truman JW, Fetter RD, Cardona A, Pankratz MJ. Unveiling the sensory and interneuronal pathways of the neuroendocrine connectome in Drosophila. Elife. 2021 Jun 4;10:e65745. doi: 10.7554/eLife.65745.PMID: 34085637 Free PMC article.