Doppelstrang-RNA-vermittelte Gen-Interferenz (RNAi) im Nervensystem adulter Grillen (Gryllus bimaculatus)
Creators: name: Knapinski, Sven
Publisher: name: Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I
Year: 2010
Subjects: subject: RNAi
subject: Gryllus bimaculatus
subject: Lockgesang
subject: nonA
subject: calling song
subject: 570 Biowissenschaften, Biologie
subject: 32 Biologie

description: Ziel der vorliegenden Dissertation war es, zum Verständnis der genetischen Grundlagen des akustischen Kommunikationssystems der Grille Gryllus bimaculatus beizutragen (s. auch 1.2). Dazu wurde die Expression eines Orthologs des no-on-transientA-Gens (nonA) mit Hilfe der RNA-Interferenz-Methode spezifisch herunterreguliert. Bei nonA handelt es sich um ein vielversprechendes Kandidatengen, da Punktmutationen in der codierenden Region des Gens die Eigenschaften des männlichen Balzgesangs bei Drosophila melanogaster beeinflussen. Zudem belegen Gentransfer-Experimente bei Drosophila, dass dieses Gen artspezifische Informationen des Balzgesangs enthält. Die Analyse der Gesangsdaten ergab, dass sich die Periodenlänge durch das Herunterregulieren von NONA nicht verändert. Außerdem konnte gezeigt werden, dass nonA-dsRNA-injizierte Tiere seltener 3-silbige Chirps produzieren, dafür aber mehr 4- und 5-silbige Chirps. Die Auswertung der tageszeitlichen Gesangsaktivität zeigte, dass alle Tiere signifikant am häufigsten im ersten Nachtquartal (nach Erlöschen der Beleuchtung) zirpten. Ein Effekt durch das Herunterregulieren von NONA konnte statistisch nicht belegt werden. Allerdings schien es einen Trend bei nonA-dsRNA-injizierten Tieren zu geben, gleichmäßiger über den Tag verteilt Gesangsaktivität zu zeigen. Transgene Drosophila melanogaster, deren arteigenes nonA durch das der Grille ersetzt bzw. ergänzt worden war, zeigten durchweg eine verbesserte Überlebensfähigkeit (Steigerungen zwischen 27 und 340%). Auch das positiv phototaktische Verhalten wurde durch das Grillen-NONA bei allen transformanten Fliegen verstärkt; allerdings fiel dieser Effekt eher marginal aus. Dennoch kann durchaus von einer zumindest teilweisen funktionellen Konservierung des nonA-Gens zwischen Gryllus bimaculatus und Drosophila melanogaster ausgegangen werden.
description: The present thesis aims to widen our understanding of the genetic background of the acoustic communication system of the cricket Gryllus bimaculatus (see also 1.2). Therefore the expression of an ortholog of the no-on-transientA (nonA) gene was specifically inhibited via RNA-interference. The nonA gene is one of the most interesting candidate genes in this context, as point mutations in the coding region of the gene affect the characteristics of the male’s calling song. Furthermore, gene transfer experiments in Drosophila showed that this gene obviously carries species-specific song information. The analysis of the calling song of nonA-RNAi-treated crickets, revealed that the duration of the syllable period was not influenced by the “knock-down” of the gene, but that the inhibition had a certain impact on the maximum number of syllables per chirp, as nonA-dsRNA-injected crickets produced significantly less 3-syllable chirps and significantly more 4- and 5-syllable chirps. Differences in the daytime calling activity between nonA-dsRNA-injected crickets and control groups could not be verified. The calling activity of all groups reached its peak in the first quarter of the night and significantly differed from the low calling activity during the remaining quarters of the day. Although the activity of all animals reached its peak during the first quarter of the night, there seems to be a trend that this rhythmical behaviour was less pronounced in nonA-dsRNA-injected crickets. Drosophila melanogaster mutants, which had been transformed with the nonA ortholog of Gryllus bimaculatus, increased their survival by 27% to 340%. In addition, the positive phototactic behaviour was slightly increased in all tested animals - this effect, however, remained marginal. Nevertheless, the nonA gene seems to be at least partly functionally conserved between Gryllus bimaculatus and Drosophila melanogaster.