Geruchsrezeptoren

Unsere Forschung befasst sich mit der Geruchserkennung der Taufliege Drosophila melanogaster. Ziel der Projekte ist es, die Geruchsstofferkennung auf der Basis der Rezeptorproteine zu untersuchen. Dazu werden einzelne Geruchsrezeptoren verändert und in ein transgenes Expressionssystem in Drosophila (Gal4- Enhancer Verfahren) eingesetzt.
Ebenso sind wir an der Signalkaskade interessiert, die an die Geruchsrezeptoren gekoppelt ist. Besonderes Augenmerk gilt dabei der Adaptation, also der Anpassung der Geruchsrezeptoren an besondere Umweltbedingungen.

Elektrophysiologie

Neben der Proteinbiochemie werden elektrophysiologische Messungen vom dritten Antennensegment adulter Tiere durchgeführt. Wir setzen das sogenannte Elektroantennogramm (EAG) ein. Als eines der wenigen Labore sind wir zudem in der Lage vom olfaktorischen System der Larven elektrophysiologische Messungen durchzuführen. Mit Hilfe von optogenetischen Reizen als nicht invasive Methode können einzelne Neurone stimuliert werden. Wir nutzen dazu die transgene Expression von Licht aktivierbaren Proteinen, z.B. Channelrhodopsin und Adenylatcyclase. Zusätzlich können olfaktorische Rezeptoren mit Hilfe des Voltage-Clamp Systems analysiert werden. Für die Messungen werden die Rezeptoren in Xenopus Oozyten exprimiert und beispielsweise auf neue Agonisten oder Antagonisten untersucht.

Olfaktorisches Verhalten

Neben elektrophysiologischen und Protein biochemischen Untersuchungen testen wir Adulte und Larven auf ihr olfaktorisches Verhalten. Insbesondere genetisch veränderte Tiere zeigen ein anormales Verhalten, sobald das neuronale Netzwerk zur Geruchserkennung gestört wird. Verhaltenstest bilden den Abschluss einer Reihe von Untersuchungen mit transgen veränderten Tieren.
aktuelle Publikation : Front. Behav. Neurosci. 4:27. doi:10.3389/fnbeh.2010.00027

Olfaktorik und Anwendung

Neben der reinen Grundlagenforschung versuchen wir in Zusammenarbeit mit der Industrie technische Anwendungen zu erstellen, die es erlauben, flüchtige Substanzen in einem Raum zu identifizieren.

Olfaktorik der Drosophila suzukii

Neben der reinen Grundlagenforschung versuchen wir flüchtige Substanzen zu identifizieren, mit denen Fallen zur Bekämpfung der japanischen Kirschessigfliege, Drosophial suzukii befüllt werden können.

Olfaktorisches System und Alterungsprozess

Wir erstellen in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Burkhardt und Prof. Dr. Ronneberger (dem Lehrstuhl für Mustererkennung und Bildverarbeitung, Universität Freiburg) eine Software, die die Identifizierung der Glomeruli und deren Position ermöglicht. Diese Software soll dabei helfen, die dynamischen Prozesse während des Alterns im Antennenlobus zu analysieren und mögliche Frühdiagnosen durchzuführen, die mit dem Abbau von neuronalem Gewebe im Geruchssystem der Taufliege bei Alzheimer einhergehen.

Biosensoren

Neben der reinen Grundlagenforschung arbeiten wir gemeinsam mit dem Institut für Raumfahrtsysteme in Stuttgart an einem auf olfaktorischen Rezeptoren basierenden Biosensor. Dieser soll in Zukunft zum einen dazu in der Lage sein flüchtige Substanzen, sowie Botenstoffe für verschiedene bösartige Erkrankungen frühzeitig zu detektieren. Zum anderen sollen mit dem Biosensor unterschiedliche Umweltproben analysiert werden. Für diese Forschung stehen wir in Kooperationen mit dem Klinikum Westfalen und dem Institut für Biomaterialien und biomolekulare Systeme der Universität Stuttgart.