@phdthesis{Spall2004,
  author    = {Spall, Thomas},
  title     = {Optische Visualisierung neuronaler Aktivit{\"a}t : Etablierung des in-vivo Calcium-Imaging mit dem genetisch codierten Sensor Yellow Cameleon 2.1 und Untersuchung der olfaktorischen Codierung im Gehirn von Drosophila melanogaster},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-11575},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {Die Messung der r{\"a}umlich aufgel{\"o}sten Aktivit{\"a}t von neuronalen Zellverb{\"a}nden ist ein wichtiges Werkzeug, um die Funktionsweise von Gehirnen zu verstehen. F{\"u}r diese Arbeit diente die Fruchtfliege Drosophila melanogaster mit ihrer gut beschriebenen Genetik und Neurobiologie als Untersuchungsobjekt. Bei der vorgelegten Arbeit lag eine zweigeteilte Aufgabenstellung vor: Zum einen wurde die Technik des in - vivo Calcium - Imagings mit Hilfe des genetisch codierten Sensors Yellow Cameleon 2.1 am Lehrstuhl komplett neu etabliert, zum anderen wurde mit der neuen Technik das Zusammenspiel der funktionellen Elemente neuronaler Systeme anhand der Fliegenolfaktorik untersucht. Sowohl die Experimente zur Depolarisation durch KCl, als auch die Experimente zur olfaktorischen Codierung, wurden mit dem Calciumsensor Yellow Cameleon 2.1 durchgef{\"u}hrt. Es wurde ausgehend von der Vorg{\"a}ngerversion Yellow Cameleon 2.0 durch gezielte Mutagenese von S{\"o}ren Diegelmann erstellt. Eine Photomultiplier - basierte in - vitro Funktionsanalyse des rekombinanten Sensorproteins ergab eine Zunahme der Ratio EYFP / ECFP mit steigender Calciumkonzentration. Dabei konnte auch der ratiometrische FRET - Effekt des Cameleons verdeutlicht werden: Mit steigender Calciumkonzentration verschiebt sich das Verh{\"a}ltnis von EYFP - Fluoreszenz zu ECFP - Fluoreszenz zu h{\"o}heren Ratiowerten. Durch Zugabe des Calciumchelators EGTA konnte außerdem die reversible Arbeitsweise des Sensors nachgewiesen werden. Das in die Fliege eingebrachte Yellow Cameleon 2.1 - Konstrukt wurde mittels der GAL4 - UAS - Technik in verschiedenen olfaktorischen Gehirnzentren exprimiert. Von besonderer Relevanz f{\"u}r die Experimente zur olfaktorischen Codierung war dabei die GAL4 - Treiberlinie GH146. Mit ihrer Hilfe konnte das Fusionsprotein in den olfaktorischen Projektionsneuronen des Fliegengehirns exprimiert, und so die Duftrepr{\"a}sentation im postsynaptischen Neuropil der Antennalloben bzw. in den pr{\"a}synaptischen Neuropilen der Calyces und des lateralen Protocerbrums untersucht werden: Die Stimulation von 3 individuellen Fliegen mit den D{\"u}ften Benzaldehyd, Isoamylacetat und Octanol liefert duftspezifische neuronale Aktivit{\"a}tsmuster im Antenallobus. Die auf die Duftstimuli mit Calciumsignalen reagierenden Areale haben eine Gr{\"o}ße von 10 - 30 µm, liegen also in der Gr{\"o}ßenordnung von individuellen Glomeruli. Die Duftrepr{\"a}sentation in den Antennalloben zeigt außerdem einen kombinatorischen Aspekt: Jeder Duft evoziert ein charakteristisches Aktivit{\"a}tsmuster bestehend aus einem oder mehreren Glomeruli. Die Aktivit{\"a}tsmuster verschiedener D{\"u}fte k{\"o}nnen sich {\"u}berlagern, d.h. individuelle Glomeruli k{\"o}nnen durch verschiedene D{\"u}fte aktiviert werden, das gesamte Aktivit{\"a}tsmuster, d.h. die Summe der aktivierten Glomeruli eines bestimmten Duftes, ist jedoch charakteristisch. Die Duftrepr{\"a}sentation in den Antennalloben von Drososophila geschieht also in Form eines glomerul{\"a}ren Codes, ein Prinzip der Duftverarbeitung, das auch in anderen Insekten und Vertebraten nachgewiesen werden konnte. F{\"u}r den Calyx des Pilzk{\"o}rpers ergaben sich innerhalb eines Individuums, bei wiederholter Stimulation mit demselben Duft, ebenfalls duftspezifische Aktivit{\"a}tsmuster. Dabei waren die auf den Duftstimulus hin antwortenden neuronalen Areale diskret {\"u}ber den Calyx hinweg verteilt. Insgesamt zeigt das hohe Maß an Reproduzierbarkeit der Aktivit{\"a}tsmuster f{\"u}r einen gegebenen Duft, dass im Calyx, wie in den Antennalloben, eine duftspezifische r{\"a}umliche Repr{\"a}sentation vorliegt. Der kombinatorische Aspekt der Codierung konnte auch hier beobachtet werden. Die einzelnen Spots der im Calyx gemessenen Aktivit{\"a}tsmuster liegen in der Gr{\"o}ßenordnung von 5 +/- 2 µm und entsprechen somit in ihrer Gr{\"o}ße den elektronenmikroskopisch beschriebenen Microglomeruli. Durch die Calcium - Imaging Experimente am lateralen Protocerebrum konnte nachgewiesen werden, dass die Erh{\"o}hung der Duftkonzentration eine r{\"a}umliche Ausdehnung des aktivierten Neuropils zur Folge hat. Die EYFP -, ECFP - und Ratio - Intensit{\"a}ten, die aus einer "Region of Interest" im anterioren Bereich des lateralen Protocerebrums berechnet wurden, zeigen weiterhin, dass mit steigender Duftkonzentration auch die St{\"a}rke des Calciumsignals zunimmt. Dabei gibt es zwischen den 4 getesteten D{\"u}ften statistisch signifikante Unterschiede: Methylcyclohexanol evoziert {\"u}ber den gesamten Verd{\"u}nnungsbereich hinweg die schw{\"a}chste neuronale Aktivit{\"a}t, Isoamylacetat evoziert in den Verd{\"u}nnungsstufen 10-3 und 10-1 die st{\"a}rkste neuronale Aktivit{\"a}t. D.h. neben der r{\"a}umlichen Ausdehnung des Signals, f{\"u}hrt die Konzentrationserh{\"o}hung auch zu einer gesteigerten Intensit{\"a}t des Calciumsignals, wobei sich die Signalintensit{\"a}ten f{\"u}r verschiedene D{\"u}fte und Verd{\"u}nnungsstufen unterscheiden k{\"o}nnen. Mit der verwendeten Versuchsanordnung und Datenauswertung, war es jedoch bislang nicht m{\"o}glich eine r{\"a}umliche Repr{\"a}sentation der D{\"u}fte im lateralen Protocerebrum nachzuweisen.},
  subject      = {Terpyridinderivate <2},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Pick2004,
  author    = {Pick, Simon},
  title     = {Kinematik und visuelle Steuerung des Kletterverhaltens und der Beinplatzierung der Fliege Drosophila melanogaster und {\"U}bertragung auf die Robotik},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-12737},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {Im Rahmen dieser Arbeit wurden visuelle Einfl{\"u}sse auf die Beinplatzierung beim Laufen und auf das Kletterverhalten der Fliege Drosophila melanogaster analysiert. W{\"a}hrend sich die Beinplatzierung als vorwiegend taktil gesteuert herausstellte, ist das Klettern sowohl bez{\"u}glich der Entscheidung zur Durchf{\"u}hrung (Motivationssteuerung) als auch bez{\"u}glich der Ausf{\"u}hrung selbst unter pr{\"a}ziser visueller Kontrolle. F{\"u}r die Untersuchungen wurde ein L{\"u}cken-{\"U}berwindungsparadigma entwickelt und die Kinematik des Kletterns {\"u}ber verschieden breite L{\"u}cken mit einer eigens entwickelten 3D-Hochgeschwindigkeits-Videoanlage erstmals quantitativ beschrieben. Drei wesentliche Verhaltensanpassungen sorgen daf{\"u}r, dass die Fliegen die maximal m{\"o}gliche Spannbreite ihrer Beine voll ausn{\"u}tzen und L{\"u}cken von bis zu 170\% der eigenen K{\"o}rperl{\"a}nge {\"u}berqueren k{\"o}nnen. Das Kletterverhalten wird abh{\"a}ngig von der L{\"u}ckenbreite initiiert und sinnlose Versuche an un{\"u}berwindbar breiten L{\"u}cken vermieden. Die visuelle L{\"u}ckenbreitenmessung wurde analysiert; sie beruht auf der Auswertung von Bewegungsparallaxe beim Anlauf. Einige Erkenntnisse aus der Laufforschung an Fliegen wurden auf einem im Rahmen dieser Arbeit modifizierten hexapoden Laufroboter umgesetzt und die Verbesserungen quantifiziert.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schwenkert2005,
  author    = {Schwenkert, Isabell},
  title     = {Phenotypic characterization of hangover at the neuromuscular junction},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-14977},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Ethanoltoleranz beruht vermutlich auf Ver{\"a}nderung in synaptischer Plastizit{\"a}t; da die Mechanismen, die zu dieser Anpassung der Synapsen f{\"u}hren, in hang-Mutanten offensichtlich defekt sind, war es Ziel dieser Arbeit zu erkl{\"a}ren, wie HANG zu synaptischer Plastizit{\"a}t beitr{\"a}gt. In diesem Zusammenhang war es besonders wichtig herauszufinden, in welchem neuronalen Prozeß HANG eine Rolle spielt. Antik{\"o}rperfarbungen gegen HANG zeigten, da das Protein in allen neuronalen Zellkernen larvaler und adulter Gehirne vorhanden ist. Gehirne der hangAE10 Mutante zeigen keine F{\"a}rbung, was best{\"a}tigt, da diese Tiere Nullmutanten f{\"u}r HANG sind. Eine genauere Analyse der Verteilung von HANG im Zellkern ergab, daß HANG in einem punktartigen Muster an bestimmten Stellen im Kern angereichert ist; diese HANG-Aggregate sind an der Innenseite der Kernmembran lokalisiert und colokalisieren nicht mit dem Chromatin. Auf der Basis dieser Ergebnissen wurde postuliert, daß HANG vermutlich an der Stabilisierung, Prozessierung oder dem Export von mRNAs beteiligt ist. Da synaptische Plastizit{\"a}t gut an den einzelnen Neuronen der neuromuskul{\"a}ren Synapse von Drosophila-Larven studiert werden kann, wurde die Morphologie der Motorneurone dritter Larven am Muskelpaar 6/7 des Segments A4 untersucht. Diese Untersuchungen zeigten, da Boutonanzahl und Axonl{\"a}nge in hangAE10-Larven um 40 \% erh{\"o}ht sind. Außerdem zeigen einige Boutons der hang-Mutanten eine abnormale, sanduhrf{\"o}rmige Form, was darauf hinweist, daß sie nach Initiation der Bouton-Teilung m{\"o}glicherweise in einem halb-separierten Zustand geblieben sind. Die Zunahme an Boutons in den Mutanten ist im wesentlichen auf eine Zunahme der Anzahl der Typ Ib-Boutons zur{\"u}ckzuf{\"u}hren. Die Analyse der Verteilung verschiedener synaptischer Marker in hangover-Mutanten ergab keine Hinweise auf Abnormalit{\"a}ten im Zytoskelett oder in der Ausbildung der pr{\"a}-und postsynaptischen Strukturen. Des weiteren ist die Anzahl der aktiven Zonen relativ zur Boutonoberfl{\"a}che nicht ver{\"a}ndert; da hang-Mutanten aber mehr synaptische Boutons pro synaptischem Terminal besitzen, kann man insgesamt von einer Zunahme der Anzahl der aktiven Zonen ausgehen. Die pr{\"a}synaptische Expression von HANG in den Mutanten rettet die erh{\"o}hte Boutonanzahl und die verl{\"a}ngerten Axone, was ebenfalls beweist, daß die beobachteten synaptischen Defekte auf das Fehlen von HANG und nicht auf Sekund{\"a}rmutationen zur{\"u}ckzuf{\"u}hren sind. Eine postsynaptische Expression der hangover cDNA in den Mutanten dagegen rettet den Ph{\"a}notyp nicht. Die Anzahl der synaptischen Boutons wird unter anderem durch cAMP-Levels bestimmt, welche somit synaptische Plastizit{\"a}t regeln. Da hang-Mutanten eine erh{\"o}hte Boutonanzahl aufweisen, f{\"u}hrte dies zu der Spekulation, daß der Ph{\"a}notyp dieser Mutanten m{\"o}glicherweise auf ver{\"a}nderte cAMPlevels zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Um dies zu {\"u}berpr{\"u}fen, wurde die Morphologie der neuromuskul{\"a}ren Synapsen von hangAE10-Larven mit denen von dnc1 verglichen, welche Defekte in der cAMP-Kaskade aufweisen. Einige Aspekte des Ph{\"a}notyps (z. B. die Zunahme der Boutonanzahl und das Verhaltnis von aktiven Zonen pro Boutonfl{\"a}che) sind sehr ¨ahnlich; jedoch unterscheiden sich die beiden Mutanten in anderen morphologischen Aspekten. Die Expression eines UAS-dnc-Transgens in hangover-Mutanten modifizierte den hang-Ph{\"a}notyp ebenfalls nicht. Auf der Basis der Ergebnisse dieser Arbeit wurde ein Modell f{\"u}r die Funktion von HANG erstellt, nach dem dieses Protein vermutlich am Isoform-spezifischen Spleißen bestimmter Transkripte beteiligt ist, deren Produkte f{\"u}r die synaptische Plastizit{\"a}t an der neuromuskul{\"a}ren Synapse ben{\"o}tigt werden.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schindelin2005,
  author    = {Schindelin, Johannes},
  title     = {The standard brain of Drosophila melanogaster and its automatic segmentation},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-15518},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {In this thesis, I introduce the Virtual Brain Protocol, which facilitates applications of the Standard Brain of Drosophila melanogaster. By providing reliable and extensible tools for the handling of neuroanatomical data, this protocol simplifies and organizes the recurring tasks involved in these applications. It is demonstrated that this protocol can also be used to generate average brains, i.e. to combine recordings of several brains with the same features such that the common features are emphasized. One of the most important steps of the Virtual Insect Protocol is the aligning of newly recorded data sets with the Standard Brain. After presenting methods commonly applied in a biological or medical context to align two different recordings, it is evaluated to what extent this alignment can be automated. To that end, existing Image Processing techniques are assessed. I demonstrate that these techniques do not satisfy the requirements needed to guarantee sensible alignments between two brains. Then, I analyze what needs to be taken into account in order to formulate an algorithm which satisfies the needs of the protocol. In the last chapter, I derive such an algorithm using methods from Information Theory, which bases the technique on a solid mathematical foundation. I show how Bayesian Inference can be applied to enhance the results further. It is demonstrated that this approach yields good results on very noisy images, detecting apparent boundaries between structures. The same approach can be extended to take additional knowledge into account, e.g. the relative position of the anatomical structures and their shape. It is shown how this extension can be utilized to segment a newly recorded brain automatically.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Masek2005,
  author    = {Masek, Pavel},
  title     = {Odor intensity learning in Drosophila},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-15546},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {It has been known for a long time that Drosophila can learn to discriminate not only between different odorants but also between different concentrations of the same odor. Olfactory associative learning has been described as a pairing between odorant and electric shock and since then, most of the experiments conducted in this respect have largely neglected the dual properties of odors: quality and intensity. For odorant-coupled short-term memory, a biochemical model has been proposed that mainly relies on the known cAMP signaling pathway. Mushroom bodies (MB) have been shown to be necessary and sufficient for this type of memory, and the MB-model of odor learning and short-term memory was established. Yet, theoretically, based on the MB-model, flies should not be able to learn concentrations if trained to the lower of the two concentrations in the test. In this thesis, I investigate the role of concentration-dependent learning, establishment of a concentration-dependent memory and their correlation to the standard two-odor learning as described by the MB-model. In order to highlight the difference between learning of quality and learning of intensity of the same odor I have tried to characterize the nature of the stimulus that is actually learned by the flies, leading to the conclusion that during the training flies learn all possible cues that are presented at the time. The type of the following test seems to govern the usage of the information available. This revealed a distinction between what flies learned and what is actually measured. Furthermore, I have shown that learning of concentration is associative and that it is symmetrical between high and low concentrations. I have also shown how the subjective quality perception of an odor changes with changing intensity, suggesting that one odor can have more than one scent. There is no proof that flies perceive a range of concentrations of one odorant as one (odor) quality. Flies display a certain level of concentration invariance that is limited and related to the particular concentration. Learning of concentration is relevant only to a limited range of concentrations within the boundaries of concentration invariance. Moreover, under certain conditions, two chemically distinct odorants could smell sufficiently similarly such, that they can be generalized between each other like if they would be of the same quality. Therefore, the abilities of the fly to identify the difference in quality or in intensity of the stimuli need to be distinguished. The way how the stimulus is analyzed and processed speaks in favor of a concept postulating the existence of two separated memories. To follow this concept, I have proposed a new form of memory called odor intensity memory (OIM), characterized it and compared it to other olfactory memories. OIM is independent of some members of the known cAMP signaling pathway and very likely forms the rutabaga-independent component of the standard two-odor memory. The rutabaga-dependent odor memory requires qualitatively different olfactory stimuli. OIM is revealed within the limits of concentration invariance where the memory test gives only sub-optimal performance for the concentration differences but discrimination of odor quality is not possible at all. Based on the available experimental tools, OIM seems to require the mushroom bodies the same as odor-quality memory but its properties are different. Flies can memorize the quality of several odorants at a given time but a newly formed memory of one odor interferes with the OIM stored before. In addition, the OIM lasts only 1 to 3 hours - much shorter than the odor-quality memory.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Cruz2006,
  author    = {Cruz, Alexandre Bettencourt da},
  title     = {Molecular and functional characterization of the swiss-cheese and olk mutants in Drosophila melanogaster : two approaches to killing neurons},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-17734},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {In this thesis two genes involved in causing neurodegenerative phenotypes in Drosophila are described. olk (omb-like), a futsch allele, is a micotubule associated protein (MAP) which is homologous to MAP1B and sws (swiss cheese) a serine esterase of yet unknown function within the nervous system. The lack of either one of these genes causes progressive neurodegeneration in two different ways. The sws mutant is characterized by general degeneration of the adult nervous system, glial hyperwrapping and neuronal apoptosis. Deletion of NTE (neuropathy target esterase), the SWS homolog in vertebrates, has been shown to cause a similar pattern of progressive neural degeneration in mice. NTE reacts with organophosphates causing axonal degeneration in humans. Inhibition of vertebrate NTE is insufficient to induce paralyzing axonal degeneration, a reaction called "aging reaction" is necessary for the disease to set in. It is hypothesized that a second "non-esterase" function of NTE is responsible for this phenomenon. The biological function of SWS within the nervous system is still unknown. To characterize the function of this protein several transgenic fly lines expressing different mutated forms of SWS were established. The controlled expression of altered SWS protein with the GAL4/UAS system allowed the analysis of isolated parts of the protein that were altered in the respective constructs. The characterization of a possible non-esterase function was of particular interest in these experiments. One previously described aberrant SWS construct lacking the first 80 amino acids (SWS\&\#916;1-80) showed a deleterious, dominant effect when overexpressed and was used as a model for organophosphate (OP) intoxication. This construct retains part of its detrimental effect even without catalytically active serine esterase function. This strongly suggests that there is another characteristic to SWS that is not defined solely by its serine esterase activity. Experiments analyzing the lipid contents of sws mutant, wildtype (wt) and SWS overexpressing flies gave valuable insights into a possible biological function of SWS. Phosphatidylcholine, a major component of cell membranes, accumulates in sws mutants whereas it is depleted in SWS overexpressing flies. This suggests that SWS is involved in phosphatidylcholine regulation. The produced \&\#945;-SWS antibody made it possible to study the intracellular localization of SWS. Images of double stainings with ER (endoplasmic reticulum) markers show that SWS is in great part localized to the ER. This is consistent with findings of SWS/ NTE localization in yeast and mouse cells. The olk mutant also shows progressive neurodegeneration but it is more localized to the olfactory system and mushroom bodies. Regarding specific cell types it seemed that specifically the projection neurons (PNs) are affected. A behavioral phenotype consisting of poor olfactory memory compared to wt is also observed even before histologically visible neurodegeneration sets in. Considering that the projection neurons connect the antennal lobes to the mushroom bodies, widely regarded as the "learning center", this impairment was expected. Three mutants where identified (olk1-3) by complementation analysis with the previously known futschN94 allele and sequencing of the coding sequence of olk1 revealed a nonsense mutation early in the protein. Consistent with the predicted function of Futsch as a microtubule associated protein (MAP), abnormalities are most likely due to a defective microtubule network and defects in axonal transport. In histological sections a modified cytoskeletal network is observed and western blots confirm a difference in the amount of tubulin present in the olk1 mutant versus the wt. The elaboration of neuronal axons and dendrites is dependent on a functional cytoskeleton. Observation of transport processes in primary neural cultures derived from olk1 mutant flies also showed a reduction of mitochondrial transport. Interaction with the fragile X mental retardation gene (dfmr1) was observed with the olk mutant. A dfmr1/ olk1 double mutant shows an ameliorated phenotype compared to the olk1 single mutant. tau, another MAP gene, was also shown to be able to partially rescue the olk1 mutant.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Ritze2007,
  author    = {Ritze, Yvonne},
  title     = {Die Rolle des Neurotransmitters Serotonin bei der Entwicklung von Ethanolsensitivit{\"a}t und Toleranz in Drosophila melanogaster},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-26271},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Der Neurotransmitter Serotonin spielt ein Rolle bei der Entwicklung von Ethanoltoleranz und Alkoholismus. Die vorliegende Arbeit untersuchte die Funktion von Serotonin (5HT) im Bezug auf Ethanolsensitivit{\"a}t und Toleranz in Drosophila melanogaster. Pharmakologisch wurden die 5HT Konzentrationen durch F{\"u}ttern eines Vorl{\"a}ufers der 5HT Synthese kurzeitig erh{\"o}ht oder mit einem Syntheseinhibitor reduziert. Die Ver{\"a}nderung der 5HT Konzentrationen mittels dieser Pharmaka hatte jedoch keinen Einfluss auf die Entwicklung von Ethanolsensitivit{\"a}t oder Toleranz. 5HT wird durch den 5HT Transporter (SERT) aus dem synaptischen Spalt in die Pr{\"a}synapse wieder aufgenommen. Die kurzzeitige F{\"u}tterung des SERT Inhibitors Paroxetin f{\"u}hrt zu erh{\"o}hter Ethanolsensitivit{\"a}t und reduzierter Toleranz. Ein {\"a}hnlicher Ph{\"a}notyp wurde in der hypomorphen sert55 Mutante, die eine reduzierte dsert Expression aufweist, beobachtet. Dies legt nahe, dass kurz- wie langfristige Reduktion der SERT Funktion die Entwicklung einer vollst{\"a}ndigen Ethanoltoleranz verhindern. Folglich hat die Verl{\"a}ngerung der 5HT Signaltransduktion im synaptischen Spalt, nicht aber die allgemeine Erh{\"o}hung von 5HT Konzentrationen im Fliegengehirn einen Einfluss auf die Entwicklung von Ethanoltoleranz. Zur genauen Bestimmung der SERT Expression im adulten Gehirn der Fliege wurde ein Drosophila SERT (dSERT) Antik{\"o}rper hergestellt. Mit Hilfe dieses Antik{\"o}rpers konnte gezeigt werden, dass der dSERT mit serotonergen Somata, Axonen und Dendriten kolokalisiert. Ferner sollten 5HT Konzentrationen im synaptischen Spalt durch {\"U}berexpression des wildtypischen dsert in einem Großteil der Neurone mit Hilfe des UAS/GAL4 Systems reduziert werden. Diese Fliegen wiesen weder eine ver{\"a}nderte 5HT Konzentration in den K{\"o}pfen auf noch war die Ethanolsensitivit{\"a}t bzw. Toleranz ver{\"a}ndert. Das kann einerseits daran liegen, dass der dSERT nicht in die Membran integriert wird oder andererseits daran, dass unser Konstrukt nicht funktional ist. Die {\"U}berexpression eines inaktiven dSERTs sollte theoretisch zur Erh{\"o}hung von 5HT Konzentrationen im synaptischen Spalt f{\"u}hren. Wurde ein inaktiver dSERT in den meisten Neuronen der Fliege exprimiert, erh{\"o}hten sich zwar die 5HT Konzentrationen in den K{\"o}pfen der Fliegen, dennoch war das ethanolinduzierte Verhalten nicht ver{\"a}ndert. Zus{\"a}tzlich wurde untersucht, welchen Einfluss die Inhibition der 5HT Aussch{\"u}ttung auf die Entwicklung von Ethanolsensitivit{\"a}t und Toleranz hat. Zur Inhibition der Neurotransmission in serotonergen Zellen wurde ein Tetanus Toxin (TNT) Transgen in Verbindung mit verschiedenen GAL4 Treiberlinien eingesetzt. Die Inhibition von serotonergen und dopaminergen Neuronen mit Hilfe einer GAL4 Linie, die einen Abschnitt des Gens der Dopamin Decarboxylase (ddc) beinhaltet, f{\"u}hrte zu keiner Ver{\"a}nderung von Ethanolsensitivit{\"a}t bzw. Toleranz. F{\"u}r weitere GAL4 Linien wurde zun{\"a}chst das Expressionsmuster neuroanatomisch untersucht. Von vier ausgew{\"a}hlten GAL4 Linien zeigten zwei Expression in serotonergen Neuronen. Die sert1+2-GAL4 Linie mit einem St{\"u}ck Promotorregion des dsert zeigt Expression in 46\% der serotonergen Neuronen. Wurden diese mit Hilfe von Tetanus Toxin inhibiert, zeigten die Fliegen eine leicht aber signifikant erh{\"o}hte Ethanolsensitivit{\"a}t und eine unver{\"a}nderte Toleranz. Die zweite GAL4 Linie enth{\"a}lt ein St{\"u}ck Promotorregion des 5HT1b Rezeptors und zeigt Expression in ebenfalls 46\% der serotonergen Neurone, weitgehend {\"u}berlappend mit der Expression der Linie sert1+2-GAL4. Jedoch exprimiert die 5htr1b-GAL4 Linie zus{\"a}tzlich in vier serotonergen Neuronen, in elf dopaminergen und einem unbekannten Neuron. Interessanterweise ist nach Inhibition der Neurotransmission in diesen Neuronen eine stark erh{\"o}hte Ethanolsensitivit{\"a}t sowie eine reduzierte Ethanoltoleranz zu beobachten. Folglich k{\"o}nnte die Inhibition der Neurotransmission in dopaminergen Neuronen f{\"u}r die Reduktion der Ethanolsensitivit{\"a}t verantwortlich sein. Deshalb wurde die Neurotransmitterausssch{\"u}ttung in dopaminergen Neuronen mit Hilfe der th-GAL4 Linie und TNT unterdr{\"u}ckt und diese Fliegen wurden auf ihre F{\"a}higkeit untersucht, Ethanolsensitivt{\"a}t und/oder Toleranz zu entwickeln. Nach Inhibition der von th-GAL4 getriebenen dopaminergen Neurone wurde eine erh{\"o}hte Ethanolsensitivit{\"a}t gemessen, aber keine signifikant ver{\"a}nderte Ethanoltoleranz. Da die ddc-GAL4 Linie im Vorfeld keinen ethanolinduzierten Verhaltensph{\"a}notyp gezeigt hat, sollte bestimmt werden, welche dopaminergen Neuronen der 5htr1b-GAL4 sowie der th-GAL4 Linie f{\"u}r die erh{\"o}hte Ethanolsensitivit{\"a}t verantwortlich sind. Serotonerge Neuronengruppen, die in die Entwicklung von Ethanolsensitivit{\"a}t und Toleranz involviert sein k{\"o}nnten, sind SE1, SE2, SE3, LP1, LP2, SP1, SP2 und IP, w{\"a}hrend es sich bei den dopaminergen Neuronengruppen um PAL1, PPL1, PPM2, PPM3 und SVP1 handeln k{\"o}nnte. Einige Neurone der 5htr1b-GAL4 Linie projizieren in den Ellipsoidk{\"o}rper, eine Struktur des Zentralkomplexes, f{\"u}r die bereits gezeigt wurde, dass sie in die Entwicklung vonEthanoltoleranz involviert ist. Jedoch muss n{\"a}her untersucht werden, welche Neuronen f{\"u}r die Innervation verantwortlich sind. Daf{\"u}r sollten GAL4 Linien verwendet werden, die eine {\"a}hnliche Expression wie die 5htr1b-GAL4 Linie, aber ausschließlich im Ellipsoidk{\"o}rper, zeigen. In dieser Arbeit konnte zum ersten Mal gezeigt werden, dass serotonerge und dopaminerge Neurone in die Entwicklung von Ethanolsensitivit{\"a}t und Toleranz in Drosophila melanogaster involviert sind. Ferner konnte gezeigt werden, dass eine ver{\"a}nderte 5HT Signaltransduktion zu einer reduzierten Toleranz f{\"u}hrt. Weiterf{\"u}hrend ist die Identifizierung von serotonergen Neuronen, die f{\"u}r die Entwicklung von Ethanolsensitivit{\"a}t und/oder Toleranz verantwortlich sind, von großem Interesse. Ziel ist es, die neuronalen Schaltkreise aufzudecken, die den Ph{\"a}nomenen Ethanolsensitivit{\"a}t und Toleranz zugrundeliegen.},
  subject      = {Ethanol},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Hoyer2007,
  author    = {Hoyer, Susanne Christine},
  title     = {Neuronal Correlates of Aggression in Drosophila melanogaster},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-25871},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Aggression ist ein facettenreiches Ph{\"a}nomen, das sowohl in Vertebraten als auch in Invertebraten auftritt. Trotz der weiten Verbreitung dieses Verhaltens sind die neuronalen Netzwerke, die der Aggression zugrunde liegen, noch kaum bekannt. Zahlreiche Studien weisen den biogenen Aminen eine prominente Rolle in der Modulation von Aggression zu. Das Ziel dieser Doktorarbeit war mit Hilfe des Modellorganismus Drosophila melanogaster zu der Aufschl{\"u}sselung der neuronalen Korrelate von Aggression beizutragen, insbesondere im Hinblick auf das biogene Amin Oktopamin. In Drosophila sind aggressive Interaktionen aus einer Vielzahl von offensiven und defensiven Verhaltensweisen zusammengesetzt, von denen einige bez{\"u}glich der H{\"a}ufigkeit ihres Auftretens geschlechtsspezifisch sind. Um die Auswertung dieser vielseitigen Verhaltensweisen zu vereinfachen, wurde die Analyse auf einen einzigen Indikator f{\"u}r Aggression beschr{\"a}nkt: den „lunge". Diese bemerkenswerte Verhaltensweise tritt nur im Kontext der Aggression auf und ist charakteristisch f{\"u}r M{\"a}nnchen. In Kooperation mit Andreas Eckart habe ich ein Computerprogramm entwickelt, das eine automatische Ausz{\"a}hlung der lunges in einem vom Forscher gew{\"a}hlten Zeitraum durchf{\"u}hrt. Zus{\"a}tzlich erh{\"a}lt man u.a. Informationen {\"u}ber die Laufstrecke der einzelnen Tiere wie auch {\"u}ber ihre Gr{\"o}ße. Dank eines weiteren von uns entwickelten Programms ist es m{\"o}glich, K{\"a}mpfe zweier Drosophila M{\"a}nnchen unabh{\"a}ngig von deren Genotyp wahlweise automatisch oder halb-automatisch auszuwerten. Mit Hilfe dieser Programme wurde gezeigt, dass (1) die gemeinsame Laufaktivit{\"a}t der beiden M{\"a}nnchen mit der Anzahl aller aufgetretenen lunges korreliert und, dass (2) ein Gr{\"o}ßenunterschied von 8\% ausreichend ist, um zu beeinflussen, welches Tier mehr lunges durchf{\"u}hrt. Ebenfalls konnte festgestellt werden, dass (3) eine Nullmutation im ‚white' Gen, welches einen ABC-Transporter kodiert, aggressives Verhalten fast vollst{\"a}ndig unterdr{\"u}ckt, was teilweise auf eine visuelle Beeintr{\"a}chtigung zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Außerdem f{\"u}hrt (4) das Absenken des White-Levels in verschiedenen Bereichen des Zentralgehirns zu reduzierter Aggression; ein Effekt, der auch durch die chemische Entfernung der Pilzk{\"o}rper, einer Struktur des zentralen Gehirns, hervorgerufen werden kann. Dies weist darauf hin, dass die Integrit{\"a}t verschiedener neuronaler Netzwerke/Gehirnbereiche erforderlich ist, um wildtypische Aggression zu erm{\"o}glichen. Zus{\"a}tzlich konnte (5) anhand von Mutationen in zwei Genen der Oktopaminsynthese, die beide die Oktopamin-Konzentration zwar erniedrigen, die Tyramin-Konzentration jedoch heben bzw. senken, demonstriert werden, dass Oktopaminmangel Aggression fast vollst{\"a}ndig zum Erliegen bringt. Wird ein lunge durchgef{\"u}hrt, so ist dessen Ausf{\"u}hrung fast wildtypisch. Rettungsversuche, in denen Oktopamin- und/oder Tyramin-Konzentrationen wiederhergestellt werden, legen nahe, dass ein sehr spezifisches Muster von Oktopamin r{\"a}umlich und zeitlich gew{\"a}hrleistet sein muss, um ein so komplexes und faszinierendes Verhalten wie die Aggression in Drosophila hervorzurufen.},
  subject      = {Biogene Amine},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Bertolucci2008,
  author    = {Bertolucci, Franco},
  title     = {Operant and classical learning in Drosophila melanogaster: the ignorant gene (ign)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-33984},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {One of the major challenges in neuroscience is to understand the neuronal processes that underlie learning and memory. For example, what biochemical pathways underlie the coincidence detection between stimuli during classical conditioning, or between an action and its consequences during operant conditioning? In which neural substructures is this information stored? How similar are the pathways mediating these two types of associative learning and at which level do they diverge? The fly Drosophila melanogaster is an appropriate model organism to address these questions due to the availability of suitable learning paradigms and neurogenetic tools. It permits an extensive study of the functional role of the gene S6KII which in Drosophila had been found to be differentially involved in classical and operant conditioning (Bertolucci, 2002; Putz et al., 2004). Genomic rescue experiments showed that olfactory conditioning in the Tully machine, a paradigm for Pavlovian olfactory conditioning, depends on the presence of an intact S6KII gene. This rescue was successfully performed on both the null mutant and a partial deletion, suggesting that the removal of the phosphorylating unit of the kinase was the main cause of the functional defect. The GAL4/UAS system was used to achieve temporal and spatial control of S6KII expression. It was shown that expression of the kinase during the adult stage was essential for the rescue. This finding ruled out a developmental origin of the mutant learning phenotype. Furthermore, targeted spatial rescue of S6KII revealed a requirement in the mushroom bodies and excluded other brain structures like the median bundle, the antennal lobes and the central complex. This pattern is very similar to the one previously identified with the rutabaga mutant (Zars et al., 2000). Experiments with the double mutant rut, ign58-1 suggest that both rutabaga and S6KII operate in the same signalling pathway. Previous studies had already shown that deviating results from operant and classical conditioning point to different roles for S6KII in the two types of learning (Bertolucci, 2002; Putz, 2002). This conclusion was further strengthened by the defective performance of the transgenic lines in place learning and their normal behavior in olfactory conditioning. A novel type of learning experiment, called "idle experiment", was designed. It is based on the conditioning of the walking activity and represents a purely operant task, overcoming some of the limitations of the "standard" heat-box experiment, a place learning paradigm. The novel nature of the idle experiment allowed exploring "learned helplessness" in flies, unveiling astonishing similarities to more complex organisms such as rats, mice and humans. Learned helplessness in Drosophila is found only in females and is sensitive to antidepressants.},
  subject      = {Klassische Konditionierung},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Bucher2008,
  author    = {Bucher, Daniel},
  title     = {An Electrophysiological Analysis of Synaptic Transmission at the Drosophila Larval Neuromuscular Junction},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-27784},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {In this thesis, synaptic transmission was studied electrophysiologically at an invertebrate model synapse, the neuromuscular junction of the Drosophila 3rd instar wandering larvae. In the first part, synaptic function is characterized at the neuromuscular junction in fly lines which are null mutants for the synaptic proteins "the synapse associated protein of 47 kDa" (Sap-47156), Synapsin (Syn97), the corresponding double mutant (Sap-47156, Syn97), a null mutant for an as yet uncharacterized Drosophila SR protein kinase, the Serine-Arginine protein kinase 3 (SRPK3), and the L{\"o}chrig (Loe) mutant which shows a strong neurodegenerative phenotype. Intracellular voltage recordings from larval body wall muscles 6 and 7 were performed to measure amplitude and frequency of spontaneous single vesicle fusion events (miniature excitatory junction potentials or mEJPs). Evoked excitatory junction potentials (eEJPs) at different frequencies and calcium concentrations were also measured to see if synaptic transmission was altered in mutants which lacked these synaptic proteins. In addition, structure and morphology of presynaptic boutons at the larval neuromuscular junction were examined immunohistochemically using monoclonal antibodies against different synaptic vesicle proteins (SAP-47, CSP, and Synapsin) as well as the active zone protein Bruchpilot. Synaptic physiology and morphology was found to be similar in all null mutant lines. However, L{\"o}chrig mutants displayed an elongated bouton morphology, a significant shift towards larger events in mEJP amplitude frequency histograms, and increased synaptic facilitation during a 10 Hz tetanus. These deficits suggest that Loe mutants may have a defect in some aspect of synaptic vesicle recycling. The second part of this thesis involved the electrophysiological characterization of heterologously expressed light activated proteins at the Drosophila neuromuscular junction. Channelrhodopsin-2 (ChR2), a light gated ion channel, and a photoactivated adenylate cyclase (PAC) were expressed in larval motor neurons using the UAS-Gal4 system. Single EJPs could be recorded from muscles 15, 16, and 17 when larva expressing ChR2 were illuminated with short (100 ms) light pulses, whereas long light pulses (10 seconds) resulted in trains of EJPs with a frequency of around 25 Hz. Larva expressing PAC in preparations where motor neurons were cut from the ventral ganglion displayed a significant increase in mEJP frequency after a 1 minute exposure to blue light. Evoked responses in low (.2 mM) calcium were also significantly increased when PAC was stimulated with blue light. When motor nerves were left intact, PAC stimulation resulted in light evoked EJPs in muscles 6 and 7 in a manner consistent with RP3 motor neuron activity. ChR2 and PAC are therefore useful and reliable tools for manipulating neuronal activity in vivo.},
  subject      = {Drosophila},
  language  = {en}
}