Pheromonerkennung bei Nachtfaltern
Molekulare Elemente der Pheromonerkennung: Rezeptoren, Bindeproteine, SNMPs
Um die Männchen anzulocken und ihre eigene Position mitzuteilen, geben die Weibchen vieler Nachtfalterarten ein hochattraktives Sexpheromon-Gemisch ab. Die männlichen Motten besitzen die eindrucksvolle Fähigkeit, diese Signalmoleküle noch in geringsten Konzentrationen zu registrieren und von strukturell ähnlichen Signalmolekülen anderer Spezies präzise zu unterscheiden. Die Detektion art-spezifischer Pheromone erfolgt auf den Antennen der Männchen mittels spezialisierter Neurone, die ihre sensorischen Dendriten in haarähnliche Sensillen projizieren.
Pheromon-Bindeproteinen (PBP), die in hohen Konzentrationen in der Sensillenlymphe vorkommen, wird die Funktion zugeschrieben, die meist hydrophoben Pheromonmoleküle aus der Luft „zu übernehmen" und deren Transport durch die wässrige Barriere der Sensillenlymphe hin zu Pheromonrezeptoren (PR) in der dendritischen Membran der Riechsinneszellen zu bewerkstelligen.
Visualisierung von Pheromonrezeptor- (rot) und PBP- (grün) exprimierender Zellen in der männlichen Antenne von Heliothis virescens; Doppel- Fluoreszenz in situ Hybridisierung (FISH) an einem Gewebeschnitt.
Wir untersuchen, ob bei männlichen Motten der Erkennung der Haupt- und Nebenkomponenten des weiblichen Sex-Pheromongemisches spezifische Bindeprotein-Rezeptor-Kombinationen als „funktionelle" Einheiten zugrundliegen und welchen jeweiligen Beitrag PBPs bzw. PRs an der Sensitivität und Selektivität des Pheromon-Detektionsystems haben. Darüber hinaus versuchen wir, die funktionelle Rolle des sogenannten „Sensory Neuron Membran Proteins 1" (SNMP1) zu klären, das als „Co-Rezeptor" zusammen mit Pheromorezeptoren fungieren könnte und möglicherweise als „Andockstelle" für PBP-Pheromon-Komplexe dient.
Da bestimmte Pflanzenduftstoffe, die natürlicherweise in der Umgebung von Männchen vorkommen, die elektrophysiologische Antwort von Pheromon-reaktiven Riechsinneszellen auf der Antenne inhibieren, gehen wir zudem der Frage nach, ob Rezeptoren, PBPs oder SNMPs die molekularen Zielstrukturen dieser inhibitorischen Effekte darstellen.
Aktuell werden die Untersuchungen an einem Modellorganismus der Pheromon-Forschung bei Insekten und wirtschaftlich bedeutsamen Schadinsekt, dem „Tobacco budworm" (Heliothis virescens), durchgeführt.
