Universität zu Köln

Tomar, Manish (2020). "Neural Networks linking crypt neurons to innate attractive behaviour in zebrafish". PhD thesis, Universität zu Köln.

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PDF (Doctoral Dissertation) Neural networks linking crypt cells to innate atractive behaviour in zebrafish _Tomar_Manish_2020.pdf - Submitted Version Download (17MB) | Preview

Abstract

Kryptneuronen sind eine der Typen von Sinnesneuronen im Riechepithel des Zebrafisches. Es wurde festgestellt, dass ein einzelnes Mitglied der ORA-Genfamilie, ORA 4, in allen Kryptneuronen exprimiert wird. Alle Kryptneuronen projizieren auf einen einzigen Glomerulus des medio-dorsalen Clusters im Riechkolben, dem Bulbus olfactorius. Die Funktion der Kryptneuronen muss jedoch noch aufgeklärt werden. Einige Studien haben die Rolle von Kryptneuronen bei der Verwandtschafts-erkennung von Zebrafischlarven impliziert, jedoch wurden die entsprechenden Liganden in diesen Studien nicht identifiziert. Um die Funktion von Kryptneuronen zu verstehen, haben wir in unserem Labor einen ORA4-knockout erzeugt. Zuerst prüfte ich, ob Kryptneuronen ohne einen ORA4-Rezeptor lebensfähig sind. Ich fand heraus, dass Kryptneuronen den ORA4-Rezeptor nicht zum Überleben benötigen und dass sie ihren Ziel-Glomerulus auch in Abwesen-heit eines funktionierenden ORA4 beibehalten. Interessanterweise ist die Anzahl der Kryptneuronen im knockout signifikant erhöht, was einen Kompensations-mechanismus implizieren könnte. Ich habe dann neurale Aktivitäts¬marker, wie p-Erk bei Wildtyp- und knockout-Fischen zusammen mit der Kalzium-Live-Bildgebung bei Wildtyp-Fischen verwendet, um zu untersuchen, ob die im heterologen Expressions-system beobachtete Aktivierung des ORA4-Rezeptors auch in vivo vorhanden ist. p-Erk-Ergebnisse waren variabel, aber die Kalzium-Live-Bildgebung zeigte reprodu-zierbar aktivierte Neuronen sowohl im Riechkolben. In einem ersten Schritt zur Analy-se der Funktion des ORA4-Rezeptor-Signalweges stellte ich fest, dass Zebrafischlar-ven unabhängig von ihrem Stoffwechselzustand den aktivierenden Reiz bevorzugen. Die in der Calcium-Bildgebung beobachtete räumliche Verteilung der aktivierten Neu-ronen unterstützt jedoch nicht die Vermittlung dieser angeborenen Anziehung durch Kryptneuronen. Aus Zeitgründen konnte das Verhalten bei den knockout-Fischen nicht untersucht werden

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated abstract:	Abstract Language Crypt neurons are one of the subtypes of sensory neurons in the olfactory epithelium of zebrafish. A single member of the ORA gene family, ORA 4, was found to be expressed in all crypt neurons. Crypt neurons project to a single glomerulus of the medio-dorsal cluster in the olfactory bulb. However, the function of crypt neurons still needs to be elucidated. Some studies have implicated the role of crypt neurons in kin recognition of larval zebrafish; however, the respective ligands have not been identified in those studies. To understand the function of crypt neurons we generated an ORA4 knockout in our lab. First, I checked whether crypt neurons are viable without an ORA4 receptor. I found that crypt neurons do not require the ORA4 receptor to survive, and they also maintain their target glomerulus in the absence of functional ORA4 receptor. Interestingly the number of crypt neurons is significantly increased in the knockout, consistent with a compensatory mechanism. I then used neural activity markers such as p-Erk in wildtype and knockout fish, along with live calcium imaging in wildtype fish to investigate whether the activation of ORA4 receptor observed in heterologous expression system is also present in vivo. p-Erk results were variable, but calcium imaging reproducibly showed activated neurons in bo olfactory bulb. As a first step to analyze the function of ORA4 receptor signaling pathway I established that larval zebrafish prefer the activating stimulus irrespective of their metabolic state. However, the spatial distribution of activated neurons observed in calcium imaging does not support a mediation of this innate attraction by crypt neurons. For time reasons behavior could not be studied in the knockout fish. English
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Tomar, Manish mtomar@smail.uni-koeln.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-530749
Date:	12 August 2020
Language:	English
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences > Department of Biology > Institute for Genetics
Subjects:	Natural sciences and mathematics Life sciences
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language zebrafish, calcium imaging, behaviour English
Date of oral exam:	12 August 2020
Referee:	Name Academic Title Korsching, Sigrun Prof. Kloppenburg, Peter Prof. Bollenbach, Tobias Prof.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/53074