Role of G proteins in olfactory signaling of Drosophila

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Datum
2013
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Ignatious Raja, Jennifer Sinthiya
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Dissertation
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Zusammenfassung

Intracellular signaling in insect olfactory receptor neurons remains unclear, with both metabotropic and ionotropic components being discussed. This doctoral thesis investigates the role of heterotrimeric G proteins in olfactory signaling of insects. Drosophila odorant receptors, Or22a and Or92a were used as the model for insect ORs and the role of G proteins; Go/i subgroup or Go and Gq proteins respectively, in these neurons for olfactory signaling was studied by combined in vivo and in vitro approach. Go/i subgroup of G proteins contributed to the odor responses both for the fast (phasic) and for the slow (tonic) response component and the signaling is mediated by the Gβγ subunits of the heterotrimeric Go/i proteins. In vivo disruption of Go and Gq modulated the odor response of Or92a neurons in the periphery and also played a role in pre-synaptic excitation and inhibition possibly via the activity of neurotransmitters. From these results we could conclude that different ORs activate a G protein to a varying degree and an OR can activate more than one G protein upon odor detection. In general we could conclude that insects use multiple pathways for olfactory signaling, and activates diverse G proteins (metabotropic signaling pathway) upon odor detection. These results add an intriguing component to the still open full picture of insect olfactory transduction.

Zusammenfassung in einer weiteren Sprache

Die intrazelluläre Signalübertragung in olfaktorischen Rezeptorneuronen bei Insekten ist bis heute unklar. Es werden sowohl metabotrope, als auch ionotrope Komponenten in diesem Kontext diskutiert. In dieser Doktorarbeit wird die Rolle von heterotrimeren G Proteinen bei der olfaktorischen Signalübertragung in Insekten untersucht. Als Modellrezeptoren wurden die Duftrezeptoren Or22a und Or92a von Drosophila verwendet und die Rolle von G Proteinen, speziell der Untergruppen Go/i, Go and Gq, in der olfaktorischen Signalübertragung mit kombinierten in vivo und in vitro Ansätzen untersucht. Wir konnten zeigen, dass die Go/i Untergruppe der G-Proteine sowohl zu der schnellen (phasischen) Kompontene, als auch zu der langsamen (tonischen) Komponente von Duftantworten beiträgt. Die Signalübertragung wird durch die Gβγ Untereinheiten der heterotrimeren Go/i Proteine vermittelt. In vivo Zerstörung von Go und Gq regulierte die Duftantwort von Or92a Neuronen in der Peripherie und spielte ebenfalls eine Rolle bei der präsynaptischen Erregung und Inhibition, möglicherweise durch die Aktivität von Neurotransmittern. Anhand dieser Ergebnisse konnten wir schliessen, dass verschiedene ORs ein G Protein unterschiedlich stark aktivieren und dass ein OR mehr als ein G Protein bei Duftdetektion aktivieren kann. Im Allgemeinen konnten wir schliessen, dass Insekten mehrere Wege zur olfaktorischen Signalübertragung nutzen und dass diverse G Proteine (metabotrope Signalübertragung) bei der Duftdetektion aktiviert werden. Diese Ergebisse fügen dem immer noch offnen Gesamtbild der olfaktorischen Transduktion bei Insekten eine faszinierende Komponente hinzu.

Fachgebiet (DDC)
570 Biowissenschaften, Biologie
Schlagwörter
Olfaction, Signal transduction, G proteins
Konferenz
Rezension
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Zitieren
ISO 690IGNATIOUS RAJA, Jennifer Sinthiya, 2013. Role of G proteins in olfactory signaling of Drosophila [Dissertation]. Konstanz: University of Konstanz
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October 31, 2013
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