Neuroanatomie der Drosophilalarve

 

Motivation

Das zentrale Nervensystem der Drosophilalarve ist mit nur ca. 10.000 Neuronen klein genug, um eine anatomische Rekonstruktion aller Neuronen und ihrer Konnektivität zu ermöglichen. Gleichzeitig sind die Larve und ihr Verhalten auch schon komplex genug, um für die Neuroethologie von Interesse zu sein, und Drosophila ist der wohl bedeutendste Modellorganismus in der Biologie.

Wissenschaftliche Fragestellungen

Für die neurobiologische Forschung am larvalen Drosophilagehirn entwicklen wir Methoden zur Auswertung von licht- und elektronenmikroskopischen Daten, sowie von aus letzteren rekonstruierten 3D-Neuronenstrukturen (“neuron skeletons”).

Insbesondere haben wir aus lichtmikroskopischen Aufnahmen ein Standardgehirn (zentrales Nervensystem) der Drosophilalarve erstellt, und unsere Software larvalign ermöglicht die Registrierung neuer Scans in das Koordinatensystem des Standardgehirns (Muenzing et al., 2018). Desweiteren arbeiten wir an einer multimodalen Registrierung zwischen licht- und elektronenmikroskopischen Gehirnaufnahmen.

Auf der Ebene der rekonstruierten Einzelneuronen haben wir Analyse- und Visualisierungswerkzeuge für die neuroanatomische Datenauswertung entwickelt: Topologisch korrekte, aber vereinfachte, Repräsentationen der 3D-Neuronstruktur in Form von 2D-Dendrogrammen erlauben eine übersichtliche Darstellung morphologisch komplexer Neuronen und deren Konnektivität in lokalen Netzwerken (Strauch et al, 2018, Schleyer et al., 2020).

Kooperationspartner

Drittmittel

  • DFG Sachbeihilfe, “Das larvale 4D Standardgehirn von Drosophila melanogaster analysiert auf Einzelzell-Ebene”, Projektnr. 266382180
  • DFG Sachbeihilfe, “Larvalbrain2.0: Eine Forschungsplattform für das larvale Gehirn von Drosophila melanogaster”, Projektnr. 441181781

Kontakt

Veröffentlichungen

2020

Michael Schleyer, Alice Weiglein, Juliane Thoener, Martin Strauch, Volker Hartenstein, Melisa Kantar Weigelt, Sarah Schuller, Timo Saumweber, Katharina Eichler, Astrid Rohwedder, Dorit Merhof, Marta Zlatic, Andreas Stefan Thum and Bertram Gerber
Identification of dopaminergic neurons that can both establish associative memory and acutely terminate its behavioral expression
In: Journal of Neuroscience 40 (31)


2018

Martin Strauch, Volker Hartenstein, Ingrid V. Andrade, Albert Cardona and Dorit Merhof
Annotated dendrograms for neurons from the larval fruit fly brain.
In: Eurographics Workshop on Visual Computing for Biology and Medicine (VCBM)


2018

Sascha E.A. Muenzing, Martin Strauch, James W. Truman, Katja Bühler, Andreas Thum and Dorit Merhof
larvalign: Aligning gene expression patterns from the larval brain of Drosophila melanogaster
In: Neuroinformatics 16 (1)


2017

Sascha E.A. Muenzing, Andreas S. Thum, Katja Bühler and Dorit Merhof
Evaluation of multi-channel image registration of the central nervous system of Drosophila larvae
In: Bildverarbeitung für die Medizin (BVM)