@phdthesis{Brembs2000,
  author    = {Brembs, Bj{\"o}rn},
  title     = {An Analysis of Associative Learning in Drosophila at the Flight Simulator},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-1039},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2000},
  abstract  = {Most natural learning situations are of a complex nature and consist of a tight conjunction of the animal's behavior (B) with the perceived stimuli. According to the behavior of the animal in response to these stimuli, they are classified as being either biologically neutral (conditioned stimuli, CS) or important (unconditioned stimuli, US or reinforcer). A typical learning situation is thus identified by a three term contingency of B, CS and US. A functional characterization of the single associations during conditioning in such a three term contingency has so far hardly been possible. Therefore, the operational distinction between classical conditioning as a behavior-independent learning process (CS-US associations) and operant conditioning as essentially behavior-dependent learning (B-US associations) has proven very valuable. However, most learning experiments described so far have not been successful in fully separating operant from classical conditioning into single-association tasks. The Drosophila flight simulator in which the relevant behavior is a single motor variable (yaw torque), allows for the first time to completely separate the operant (B-US, B-CS) and the classical (CS-US) components of a complex learning situation and to examine their interactions. In this thesis the contributions of the single associations (CS-US, B-US and B-CS) to memory formation are studied. Moreover, for the first time a particularly prominent single association (CS-US) is characterized extensively in a three term contingency. A yoked control shows that classical (CS-US) pattern learning requires more training than operant pattern learning. Additionally, it can be demonstrated that an operantly trained stimulus can be successfully transferred from the behavior used during training to a new behavior in a subsequent test phase. This result shows unambiguously that during operant conditioning classical (CS-US) associations can be formed. In an extension to this insight, it emerges that such a classical association blocks the formation of an operant association, which would have been formed without the operant control of the learned stimuli. Instead the operant component seems to develop less markedly and is probably merged into a complex three-way association. This three-way association could either be implemented as a sequential B-CS-US or as a hierarchical (B-CS)-US association. The comparison of a simple classical (CS-US) with a composite operant (B, CS and US) learning situation and of a simple operant (B-US) with another composite operant (B, CS and US) learning situation, suggests a hierarchy of predictors of reinforcement. Operant behavior occurring during composite operant conditioning is hardly conditioned at all. The associability of classical stimuli that bear no relation to the behavior of the animal is of an intermediate value, as is operant behavior alone. Stimuli that are controlled by operant behavior accrue associative strength most easily. If several stimuli are available as potential predictors, again the question arises which CS-US associations are formed? A number of different studies in vertebrates yielded amazingly congruent results. These results inspired to examine and compare the properties of the CS-US association in a complex learning situation at the flight simulator with these vertebrate results. It is shown for the first time that Drosophila can learn compound stimuli and recall the individual components independently and in similar proportions. The attempt to obtain second-order conditioning with these stimuli, yielded a relatively small effect. In comparison with vertebrate data, blocking and sensory preconditioning experiments produced conforming as well as dissenting results. While no blocking could be found, a sound sensory preconditioning effect was obtained. Possible reasons for the failure to find blocking are discussed and further experiments are suggested. The sensory preconditioning effect found in this study is revealed using simultaneous stimulus presentation and depends on the amount of preconditioning. It is argued that this effect is a case of 'incidental learning', where two stimuli are associated without the need of reinforcement. Finally, the implications of the results obtained in this study for the general understanding of memory formation in complex learning situations are discussed.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Bausenwein2000,
  author    = {Bausenwein, Burkhard},
  title     = {Funktionelle Charakterisierung von Daughter of Sevenless},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-814},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2000},
  abstract  = {Ein Weg, der von Rezeptor-Tyrosin-Kinasen benutzt wird um Signale auf "downstream" gelegene Effektormolek{\"u}le zu {\"u}bertragen, erfolgt {\"u}ber Adaptorproteine, die Bindungsstellen f{\"u}r verschiedene Proteine zur Verf{\"u}gung stellen. Das daughter of sevenless (dos) Gen wurde in einem Screen nach Downstream-Komponenten der Sevenless (Sev) Rezeptor-Tyrosin-Kinase gefunden. Dos besitzt eine N-terminale PH-Dom{\"a}ne und mehrere Tyrosinreste in Konsensussequenzen f{\"u}r SH2-Dom{\"a}nen Bindungsstellen von verschiedenen Proteinen. Die strukturellen Merkmale von Dos und Experimente, die zeigten, daß Tyrosine im Dos Protein nach der Aktivierung von Sev phosphoryliert werden, legen den Schluß nahe, daß Dos zur Familie der Multi-Adaptor-Proteine geh{\"o}rt. Zu dieser Familie werden die Insulin-Rezeptor-Substrat (IRS) Proteine, Gab1 und Gab2 gerechnet. In dieser Arbeit wurde ein monoklonaler Maus anti-Dos Antik{\"o}rper etabliert. Das Epitop dieses Antik{\"o}rpers liegt im Bereich der C-terminalen 416 Aminos{\"a}uren des Dos Proteins. Mittels Westernblot Analysen wurde f{\"u}r Dos ein Molekulargewicht von 115 kD ermittelt. Antik{\"o}rperf{\"a}rbungen von wildtypischen Augenimaginalscheiben dritter Larven zeigten, daß das Dos Protein in Zellen in und posterior der morphogenetischen Furche exprimiert wird und in diesen Zellen apikal lokalisiert ist. Zur Charakterisierung des homozygot letalen dosR31 Allels, wurde der genomische Bereich sequenziert und die erhaltenen Daten mit der cDNA Sequenz verglichen. Die so etablierte Aminos{\"a}uresequenz f{\"u}r das DosR31 Protein hat sechs Aminos{\"a}uresubstitutionen, die m{\"o}glicherweise die Terti{\"a}rstruktur beeinflussen. Zus{\"a}tzlich wurde ein Stopcodon in Position 463 der Aminos{\"a}uresequenz gefunden. Bei dosR31 handelt es sich um ein "loss of function" Allel, das nicht in der Lage ist, die normale Dos Funktion zu erf{\"u}llen. Um die funktionelle Rolle der potentiellen SH2-Dom{\"a}nen Bindungsstellen f{\"u}r die Dos Funktion in der Rezeptor-Tyrosin-Kinasen vermittelten Signaltransduktion zu untersuchen, wurden mutierte dos Transgene in Fliegen exprimiert. Die potentiellen Bindungsstellen f{\"u}r die SH2-Dom{\"a}nen des SH2/SH3 Adaptorproteins Shc, der PhospholipaseC-g (PLCg), der regulatorische Untereinheit der Phosphatidylinositol-3-Kinase (PI3Kinase) und der Corkscrew (Csw) Tyrosin Phosphatase wurden durch den Austausch des f{\"u}r die Bindung wichtigen Tyrosins gegen ein Phenylalanin mutiert. Die ektopische Expression der mutierten Konstrukte ohne Bindungsstellen f{\"u}r die Shc, PLCg und PI3Kinasen SH2-Dom{\"a}nen konnte in Abwesenheit von endogenem Dos die fehlende Dos Funktion w{\"a}hrend der Entwicklung vollst{\"a}ndig ersetzen. Im Gegensatz dazu ist das Tyrosin 801 als nachgewiesene Bindungsstelle f{\"u}r Csw SH2-Dom{\"a}nen essentiell f{\"u}r die Funktion von Dos. Ektopische Expression von Transgene durch Hitzeschock kann zu ph{\"a}notypischen Effekten f{\"u}hren, die nicht auf das Transgen zur{\"u}ckzuf{\"u}hren sind. Um dieses Problem zu umgehen wurde das endogene dos Enhancer/Promotor Element kloniert, damit die Funktion von mutierten Transgenen auch im endogenen Expressionsmuster untersucht werden konnte. Das klonierte genE-dos Minigen war in der Lage, den Verlust von endogenem Dos in dosR31 und dosP115 Tieren vollst{\"a}ndig zu ersetzen und zeigte eine v{\"o}llig wildtypische Expression in Augenimaginalscheiben. Zur Untersuchung, welche Rolle die mutierten SH2-Dom{\"a}nen Bindungsstellen bei der Dos Funktion in der Augenentwicklung spielen, wurde ein neues in vivo Testsystem basierend auf der Flp/FRT Flipase Rekombinase Technik etabliert. Dieses klonale Testsystem erlaubt die Expression mutierter Transgene unter der Kontrolle der dos Enhancer/Promotor Sequenzen in Klonen von Zellen, denen die endogene Dos Funktion fehlt. Die klonale Analyse der mutierten Konstrukte konnte zeigen, daß das Tyrosin 801, als Bindungsstelle f{\"u}r eine Csw SH2-Dom{\"a}ne, eine essentielle Rolle f{\"u}r die Dos Funktion spielt. Die Tyrosinreste in den potentiellen SH2-Dom{\"a}nen Bindungsstellen f{\"u}r Shc, PLCg und PI3Kinase spielen hingegen keine essentielle Rolle f{\"u}r die Dos Funktion bei der Augenentwicklung. Das etablierte klonale Testsystem kann allgemein zur Untersuchung der in vivo Funktion von potentiellen Protein-Protein Interaktionsregionen im Dos Protein bei der Augenentwicklung eingesetzt werden unabh{\"a}ngig von deren Erfordernis f{\"u}r andere Entwicklungsprozesse.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Keller2002,
  author    = {Keller, Andreas},
  title     = {Genetic Intervention in Sensory Systems of a Fly},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-680},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {Die vorliegende Arbeit vergleicht Transgene, die in Drosophila Neuronen exprimiert wurden, um diese abzut{\"o}ten oder zu blockieren. Tetanus Neurotoxin erwies sich als sehr effizient, um chemische Synapsen zu blockieren. Synapsen, die aus einer chemischen und einer elektrischen Komponente bestehen, ließen sich dagegen mit einem ektopisch exprimierten humanen Kalium-Kanal zuverl{\"a}ssiger ausschalten. Es wurden drei M{\"o}glichkeiten verglichen, eine zeitliche Kontrolle {\"u}ber die Funktion von Neuronen zu erlangen. Keines der getesteten Systeme erwies sich als universell anwendbar, aber die durch Rekombination induzierte Tetanus Neurotoxin Expression ist ein vielversprechender Ansatz. Die aus dieser vergleichenden methodischen Studie gewonnenen Ergebnisse wurden angewendet, um die Rolle von Neuronen in sensorischen Systemen bei der Verarbeitung verschiedener sensorischer Informationen zu untersuchen. Chemische und mechanische Rezeptorneuronen konnten den olfaktorisch gesteuerten Verhaltensweisen beziehungsweise den lokomotorischen Leistungen, denen sie zu Grunde liegen, zugeordnet werden. Hauptthema der Arbeit ist die Suche nach Neuronen, die an der Bewegungsdetektion im visuellen System beteiligt sind. Dabei zeigte sich, daß weder L2 noch L4 Neuronen im ersten visuellen Neuropil essentiell f{\"u}r die Detektion von Bewegung sind. Vielmehr deuten die Ergebnisse darauf hin, daß die Bewegungsdetektion {\"u}ber das Netzwerk der amacrinen Zellen (a) erfolgt. Die f{\"u}r vertikale Bewegung sensitiven VS Zellen in der Lobula Platte erwiesen sich als nicht notwendig f{\"u}r die Verhaltensreaktionen auf vertikale Bewegungsreize. Daraus folgt auch, daß in der Strukturmutante optomotor blind das Fehlen der VS Zellen nicht urs{\"a}chlich f{\"u}r die stark eingeschr{\"a}nkten Reaktionen auf vertikale Bewegung ist. Ein anderer Defekt in optomotor blind muß daf{\"u}r verantwortlich sein. Die Arbeit zeigt das große Potential der beschriebenen Methoden zur Untersuchung der Informationsverarbeitung im Nervensystem von Drosophila. Einzelne Neuronengruppen konnten komplexen Verhaltensweisen zugeordnet werden und Theorien {\"u}ber die Informationsverarbeitung konnten in Verhaltensexperimenten mit transgenen Fliegen getestet werden. Eine weitere Verfeinerung der Methodik zur genetischen Intervention wird das Drosophila Gehirn zu einem noch besseren Modell f{\"u}r die Informationsverarbeitung in Nervensystemen machen.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {en}
}