Electrophysiological and pharmacological characterization of ion channels involved in moth olfactory transduction cascades

Für das Auffinden einer Nahrungsquelle, eines Sexualpartners oder einer geeigneten Stelle zur Eiablage orientieren sich Insekten wesentlich an olfaktorischen Signalen aus ihrer Umwelt. Meine Doktorarbeit hatte zum Ziel, Einblicke in die olfaktorischen Signaltransduktionskaskaden und deren Modulation in den olfaktorischen Rezeptorneuronen (ORN) der Nachtschmetterlinge Spodoptera littoralis und Manduca sexta zu gewinnen. Insbesondere habe ich die DAG-abhängige Signaltransduktionskaskade in den ORNs untersucht sowie deren Modulation durch zyklische Nukleotide. Meine Dissertation umfasst vier Kapitel und drei Appendices, die verschiedenen Themenkomplexen angehören: 1) Die Kapitel I und II enthalten eine Beschreibung der DAG-abhängigen Signaltransduktionskaskade in den ORNs von Spodoptera littoralis und Manduca sexta und charakterisiert Ionenkanäle, die direkt durch DAG aktiviert werden. Die DAG-abhängigen Ionenkanäle werden durch Ca2+/Calmodulin moduliert und von Lanthan und PKC inhibiert. Kapitel II beschreibt außerdem die Identifizierung von TRP-ähnlichen Ionenkanälen im Gehirn und den Antennen von Manduca sexta. Da TRP-Kanäle durch DAG aktiviert werden, handelt es sich bei den DAG-aktivierten Ionenkanälen in den ORNs der Nachtschmetterlinge sehr wahrscheinlich um TRP-ähnliche Ionenkanäle. 2) Die Kapitel III und IV befassen sich mit der Charakterisierung von zyklisch Nukeotid-abhängigen Signaltransduktionskaskaden in den ORNs von Manduca sexta, die an der Sensitisierung und Adaptation beteiligt sind. Die charakterisierten Ionenkanäle werden direkt durch zyklische Nukleotide aktiviert, von Ca2+/Calmodulin moduliert und von Lanthan inhibiert, weshalb es sich sehr wahrscheinlich um zyklisch Nukleotid-gesteuerte (CNG) Ionenkanäle handelt. Der darauffolgende Appendix I beschreibt einen Hyperpolarisations-aktivierten zyklisch Nukleotid-modulierten (HCN) Ionenkanal, der das Ruhemembranpotential der ORNs reguliert. Die Ergebnisse zeigen, dass verschiedene zyklisch Nukleotid-aktivierte Ionenkanäle in den ORNs von Nachtschmetterlingen vorkommen. 3) Appendix II beschreibt schließlich einen zuvor unbekannten Proteinkinase C-abhängigen Strom, während Appendix III sich mit den Interaktionen der verschiedenen Signaltransduktionskaskaden in den ORNs beschäftigt.