Benedikt Hofbauer

Forschungsinteresse

Neuropeptide spielen im zentralen Nervensystem vielfältige Rollen, sei es als Neuromodulatoren oder als Co-Transmitter der schnell wirkenden klassischen Neurotransmitter. Klassische Neurotransmitter werden von Enzymen in den Nervenenden synthetisiert und in "small clear synaptic vesicles" verpackt, welche durch ein Aktionspotential an Synapsen aus der Zelle freigesetzt werden. Im Gegensatz zu den klassischen Transmittern werden neuroaktive Peptide im Zellkörper synthetisiert, in "large dense-core vesicles" verpackt, und darin zu den Axonen transportiert. Die Freisetzung von dense-core Vesikeln geschieht an morphologisch undifferenzierten Stellen der axonalen Zellmembran. Neuropeptide können über Strecken von über zehn Mikrometer diffundieren, bevor sie an ihren jeweiligen Rezeptor binden. Die räumliche und zeitliche Auflösung der Ausbreitung kann durch Verdünnung, Peptidaseaktivität und physikalische Barrieren beeinflusst werden. Bei der zellulären Freisetzung von Neuropeptiden und ihrer Funktion auf andere Zellen sind viele Details noch nicht verstanden. In meiner Arbeit sollen der Bereich der Freisetzung der LDCVs aus den Axonen, das Verhalten der Neuropeptide nach deren Freisetzung und die Wirkung auf die Zielzellen auf zellulärem und ultrastrukturellem Niveau untersucht werden. Ich nutze dabei das Neuropeptid "pigment dispersing factor" (PDF) als Modell. PDF ist ein sehr gut erforschtes Neuropeptid, welches von einer Untergruppe der Uhrneuronen exprimiert wird und für die Synchronisation unterschiedlicher Komponenten der inneren Uhr verantwortlich ist. Durch die Etablierung genetischer Markern und den Einsatz von optogenetischen Methoden in Kombination mit hochauflösender Licht- und Elektronenmikroskopie versuche ich die Lokalisation und Dynamik neuropeptiderger Sekretion sowie ihre Wirkung auf Rezeptorzellen im Hirn von Drosophila besser zu verstehen.