Table Of ContentMartha Maria Kempf
Muster serotonerger
Neurone in der
Embryonalentwicklung
von Locusta migratoria
BestMasters
Mit „BestMasters“ zeichnet Springer die besten Masterarbeiten aus, die an renom-
mierten Hochschulen in Deutschland, Österreich und der Schweiz entstanden sind.
Die mit Höchstnote ausgezeichneten Arbeiten wurden durch Gutachter zur Veröf-
fentlichung empfohlen und behandeln aktuelle Themen aus unterschiedlichen
Fachgebieten der Naturwissenschaften, Psychologie, Technik und Wirtschaftswis-
senschaften. Die Reihe wendet sich an Praktiker und Wissenschaftler gleicherma-
ßen und soll insbesondere auch Nachwuchswissenschaftlern Orientierung geben.
Springer awards “BestMasters” to the best master’s theses which have been com-
pleted at renowned Universities in Germany, Austria, and Switzerland. The studies
received highest marks and were recommended for publication by supervisors.
They address current issues from various fields of research in natural sciences,
psychology, technology, and economics. The series addresses practitioners as well
as scientists and, in particular, offers guidance for early stage researchers.
Weitere Bände in der Reihe http://www.springer.com/series/13198
Martha Maria Kempf
Muster serotonerger
Neurone in der
Embryonalentwicklung
von Locusta migratoria
Martha Maria Kempf
Stuttgart, Deutschland
Zugl. Abschlussarbeit zur Erlangung des 1. Staatsexamens für das gymnasiale Lehramt
mit der Fächerkombination Biologie und Chemie an der Universität Ulm, u.d.T.: Martha
Jedral, Muster serotonerger Neurone in der Embryonalentwicklung von Locusta migratoria
ISSN 2625-3577 ISSN 2625-3615 (electronic)
BestMasters
ISBN 978-3-658-24961-8 ISBN 978-3-658-24962-5 (eBook)
https://doi.org/10.1007/978-3-658-24962-5
Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen National-
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Danksagung
Zu Beginn möchte ich mich bei Prof. Dr. Harald Wolf für die Möglich-
keit bedanken, meine Zulassungsarbeit am Institut für Neurobiologie
an der Universität Ulm zu verfassen.
Mein besonderer Dank gilt Dr. Torben Stemme für die ausgezeichnete
Betreuung, welche mir diese Arbeit überhaupt ermöglicht hat. In erster
Linie möchte ich mich für die Geduld bedanken, die nötig war, mir das
Präparieren beizubringen. Außerdem bedanke ich mich für die Einfüh-
rung am Fluoreszenzmikroskop und für die zahlreiche Unterstützung
bei der Bestimmung des Entwicklungsstands der Embryonen und der
Antikörpermarkierung der Präparate.
Abschließend möchte ich mich bei allen Mitarbeitern des Instituts für
die herzliche Aufnahme und die angenehme Atmosphäre bedanken.
Dabei möchte ich Frederike und Janina besonders hervorheben, da
sie mich beim Präparieren stets bei Laune gehalten haben.
Besonderer Dank gilt auch meinen Eltern, meinem Ehemann und mei-
ner Familie, die mich während des ganzen Studiums begleitet und un-
terstützt haben.
Inhalt
Abkürzungsverzeichnis ............................................................................. IX
Abbildungsverzeichnis .............................................................................. XI
Tabellenverzeichnis ................................................................................. XIII
Zusammenfassung .................................................................................. XV
Abstract ................................................................................................... XVII
1 Einleitung ........................................................................................... 1
1.1 Phylogenie der Arthropoda ............................................................. 1
1.2 Serotonerge Neurone ...................................................................... 2
1.3 Der Modellorganismus Locusta migratoria ...................................... 4
1.3.1 Aufbau des zentralen Nervensystems .................................... 5
1.3.2 Embryonalentwicklung der serotonergen Neurone
in der ventralen Ganglienkette ................................................ 8
2 Zielsetzung ....................................................................................... 11
3 Material und Methoden .................................................................... 13
3.1 Versuchstiere ................................................................................ 13
3.2 Sylgardkammern ........................................................................... 13
3.3 Präparation ................................................................................... 14
3.3.1 Well-Schalen ........................................................................ 14
3.3.2 Flat Preps ............................................................................. 15
3.4 Immuncytochemische Markierung ................................................. 15
3.4.1 Präinkubation mit 5-HTP ....................................................... 16
3.4.2 Fixierung ............................................................................... 16
3.4.3 Permeabilisierung ................................................................. 16
3.4.4 Blocken ................................................................................. 17
VIII Inhalt
3.4.5 Antikörpermarkierung ........................................................... 17
3.4.6 Aufklaren und Eindecken ...................................................... 18
3.5 Auswertung ................................................................................... 18
4 Ergebnisse ....................................................................................... 19
4.1 Immuncytochemischer Nachweis von 5-HT .................................. 20
4.1.1 Konsistent auftretende 5-HT-Detektionen ............................. 20
4.1.2 Ausnahmen bei der 5-HT-Detektion ..................................... 26
4.2 Präinkubation mit 5-HTP und immuncytochemischer Nachweis
von 5-HT ....................................................................................... 28
4.2.1 Konsistent auftretende 5-HT-Detektionen nach 5-HTP-
Präinkubation ........................................................................ 28
4.2.2 Ausnahmen bei der 5-HT-Detektion nach 5-HTP-
Präinkubation ........................................................................ 33
4.3 Immuncytochemischer Nachweis der TPH ................................... 34
5 Diskussion ....................................................................................... 39
5.1 Kriterien für die Identität serotonerger Neurone ............................ 39
5.2 Muster serotonerger Neurone in der ventralen Ganglien-
kette des Embryos ........................................................................ 42
5.3 Funktionen serotonerger Neurone im ZNS ................................... 48
5.4 Phylogenetische Zuordnung ......................................................... 50
5.5 Diskussion möglicher Fehlerquellen .............................................. 54
5.6 Schlussfolgerung ........................................................................... 57
Literaturverzeichnis .................................................................................. 59
Anhang ....................................................................................................... 65
A 1 Reagenzien und Hersteller ............................................................ 65
A 2 Färbeprotokolle ............................................................................. 66
A 3 Ergebnisse der immuncytochemischen Markierung ...................... 68
Abkürzungsverzeichnis
5-HT 5-Hydroxytryptamin (Serotonin)
5-HTP 5-Hydroxytryptophan
AF488 Alexafluor 488
AG Abdominalganglion
Cy-3 Carbocyanin 3
DAPI 4,6-Diamidin-2-Phenylindol
DOPA Dihydroxyphenylalanin
ENS Enterisches Nervensystem
GMC Ganglion-Mutter-Zelle
MG Mesothorakalganglion
MTG Metathorakalganglion
NB Neuroblast
PBS Phosphate Buffered Saline (Phosphatgepufferte Salzlösung)
PG Prothorakalganglion
TG Terminalganglion
TPH Tryptophan-Hydroxylase
ZNS Zentrales Nervensystem
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Muster serotonerger Neurone der ventralen
Ganglienkette bei Heuschrecken. ........................................ 7
Abbildung 2: Links: Schematische Zeichnung des ZNS eines Embryos
von L. migratoria mit Entwicklungsstand 30%. Mitte:
Muster der Neuroblasten (NB) des Segments A 4.
Rechts: Entwicklungslinie des schwarz markierten NB 7-3 .. 8
Abbildung 3: Durchschnittliche Anzahl der posterioren Clusterzellen
mit schwacher Immunreaktivität gegen Serotonin ohne
vorherige 5-Hydroxytryptophan-Präinkubation .. ................ 23
Abbildung 4: Fluoreszenzmikroskopische Aufnahmen konsistent
auftretender Zellen mit Immunreaktivität gegen Serotonin
bei Embryonen mit 55-60% und 61-75% Entwicklungs-
stand. ................................................................................. 24
Abbildung 5: Fluoreszenzmikroskopische Aufnahmen konsistent
auftretender Neurone mit Immunreaktivität gegen
Serotonin bei Embryonen mit 76-80% bis 91-95%
Entwicklungsstand ............................................................. 25
Abbildung 6: Fluoreszenzmikroskopische Aufnahmen der
Metathorakalganglien, sowie der kondensierten
Abdominalganglien 1-3 mit gekennzeichneten nicht
konsistent auftretenden serotonergen Neuronen ............... 27
Abbildung 7: Durchschnittliche Anzahl der posterioren Clusterzellen
mit schwacher Immunreaktivität gegen Serotonin
der Thorakalganglien nach 5-Hydroxytryptophan-
Präinkubation ..................................................................... 31
Abbildung 8: Fluoreszenzmikroskopische Aufnahmen konsistent
auftredender Zellen mit Immunreaktivität gegen
Serotonin nach Präinkubation mit 5-Hydroxytryptophan .... 32
Abbildung 9: Fluoreszenzmikroskopische Aufnahmen mit
gekennzeichneten, nicht konsistent auftretenden Zellen
mit Immunreaktivität gegen Serotonin in den
Thorakalganglien nach Präinkubation mit 5-
Hydroxytryptophan ............................................................. 34
Abbildung 10: Fluoreszenzmikroskopische Aufnahmen konsistent
detektierter Zellen mit Immunreaktivität gegen Trypto-
phan-Hydroxylase. ............................................................. 36
