title: Brain lateralisation in Drosophila
Creators: name: Gredler, Rosa Maria
Publisher: name: :none
Year: 2022

description: Obwohl der Bauplan der meisten Tiere auf den ersten Blick symmetrisch erscheint, ist Lateralisation im Gehirn ein weit verbreitetes Merkmal. Die entwicklungsbiologischen Mechanismen, welche der Formation von verschiedenen neuronalen Strukturen zwischen der rechten und der linken Gehirnhälfte zugrunde liegen, sind trotzdem zumeist unbekannt. Ein bilaterales Neuropil im zentral-Hirn von Drosophila, der Asymmetrische Körper (AB), weist eine faszinierende Rechts-links Asymmetrie, bezüglich Volumen und synaptischen Verbindungen, auf. Diese strukturelle Asymmetrie wird durch die Innervierung einer neuronalen Untergruppe von bilateralen Projektionsneuronen (SA1/2 Neuronen) induziert. Diese Neuronen bilden erst symmetrische Verbindungen zwischen den ABs und bilden sich dann aus dem linken AB zurück, während sie im rechten AB erhalten bleiben. In dieser Arbeit fokussiere ich mich auf zwei Kandidaten-Mechanismen des AB remodelling, die differentielle Zell-Zell Adhäsion und den Zell Signalweg der Plastizität des Zytoskeletts in wachsenden Neuronen reguliert. Das Zelladhäsionsmolekül Connectin wird in zahlreichen Neuronentypen während der Entwicklung des ABs expremiert, Connectin Null Mutanten zeigen Defekte im AB remodelling. Zusätzliche zeigten sich synergistische Interaktionen zwischen Connectin und einem AB-spezifischen Adhäsionsmolek¨ul Fasciclin2, was vermuten lässt, dass Adhäsion einen wichtigen Faktor in der Entwicklung der asymmetrischen Konnektivität darstellt. In einem zweiten Projekt habe ich den konservierten Fog Signalweg untersucht, der Zellform und Organisation in Neuronen und nicht neuronalen Strukturen via Actin/Myosin Aktivierung reguliert. Ein Rezeptor des sekretierten Liganden Fog, Smog, wird im AB Netzwerk während des neuronalen remodelling exprimiert und gezielte Rezeptor/Ligand knock-down Experimente stören die Entwicklung der AB Asymmetrie in verschiedensten Stadien. Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass ein Zusammenspiel von Zell-autonomen und nichtautonomen Mechnanismen, der Netzwerklateralisation in Drosophila zu Grunde liegen.
description: Although the overall architecture of most animals seems to be bilaterally symmetric at first glance, brain lateralisation is a common feature in nearly all organisms. The underlying developmental mechanisms that control the formation of different neural structures between the left and the right hemisphere are largely unknown. A bilateral neuropil in the central brain of Drosophila, the Asymmetric Body (AB), displays a striking left-right asymmetry in terms of volume and synaptic connections. This structural asymmetry is induced by the innervation of a distinct class of bilateral projection neurons (SA1/2 neurons), which first build transient symmetric AB connections followed by a neuronal remodelling process to retract from the left AB and maintain the right AB contacts. In this thesis, I am studying two candidate mechanisms of AB circuit remodelling, differential cell-cell adhesion and a signalling pathway regulating cytoskeleton dynamics within growing neurons. The cell adhesion molecule Connectin is expressed in various neuron types during AB development and Connectin null mutants show defects in AB circuit remodelling. In addition, I could observe synergistic interactions between Connectin and the SA1/2-specific adhesion molecule Fasciclin2, indindicating adhesion as a critical player in asymmetric connectivity formation. In a second project, I analysed the evolutionary conserved Fog signalling pathway, which regulates cell shape organization in neurons and non-neuronal tissues via actin/myosin activation. A receptor of the secreted Fog ligand, Smog, is expressed in the AB circuit during neuronal remodelling and targeted receptor/ligand knock-down interferes with various steps of AB asymmetry development. Based on these results I am proposing cell-autonomous and non-autonomous mechanims of circuit lateralisation in Drosophila.