Visualisierung von Monocarboxylaten und anderen relevanten Metaboliten im ex vivo Drosophila-Larvengehirn mit genetisch kodierten Sensoren

Das Gehirn ist ein Gewebe mit hohem Energieverbrauch, das hauptsächlich Glukose als Brennstoff verwendet. Andererseits deuten experimentelle Daten darauf hin, dass andere Metaboliten wie Ketonkörper und Monocarboxylate als Energiequellen nützlich sein könnten. Es gibt jedoch immer noch eine Debatte darüber, welche Gehirnzellen die Produzenten und Primärkonsumenten sind.

Laktat hat sich als relevanter Metabolit in Wirbeltieren erwiesen, um die Gehirnaktivität in vivo zu steuern. Unsere Gruppe und andere haben in Drosophila gezeigt, wie wichtig Monocarboxylatmoleküle sind, um den hohen Energiebedarf in Neuronen zu decken, sowie den Bedarf an glialen Laktat- und Ketonkörpern bei der Gedächtnisbildung. Wir haben Monocarboxylattransporter im Drosophila-Gehirn beschrieben und festgestellt, dass der Transfer von Laktat von Gliazellen zu Neuronen notwendig ist, um die neuronale Aktivität in Zeiten hoher Nachfrage aufrechtzuerhalten.

Der Hauptvorteil besteht darin, die Möglichkeit zu haben, die intrazelluläre Dynamik von Glukose und ihren Metaboliten wie Laktat, Pyruvat und ATB in Gliazellen und Neuronen während basaler und hoher neuronaler Aktivität zu bestimmen. Darüber hinaus soll der Transfer dieser Moleküle in andere lebende Gewebe, wie z. B. die Fettkörper, gemessen werden. Die Verwendung der Drosophila als In-vivo-Modell zur Untersuchung des Energiestoffwechsels im Gehirn mit einem einfachen Aufbau.

Dies wird es ermöglichen, Stoffwechselerkrankungen zu modellieren oder das Energiemanagement im normalen Gehirn oder während der Entwicklung neurodegenerativer Erkrankungen besser zu verstehen.