Please use this identifier to cite or link to this item: doi:10.22028/D291-22586
Title: Stress activated protein kinase : central mediator of stress- and infection-induced changes in sensory processing, learning and memory in honeybee (Apis mellifera)
Other Titles: Stress-aktivierte Proteinkinase : zentraler Vermittler von stress- und infektions-induzierten Veränderungen in sensorischen Prozessen, Lernen und Gedächtnis der Honigbiene (Apis mellifera)
Author(s): Iqbal, Javaid
Language: English
Year of Publication: 2009
SWD key words: Lernen
Assoziatives Gedächtnis
Stress
Virusinfektion
Free key words: JNK
Jun-N-terminale Kinase
learning
memory
stress
virus infection
DDC notations: 570 Life sciences, biology
Publikation type: Doctoral Thesis
Abstract: My work demonstrates a central role of JNK (Jun-N-terminal kinase), well known as central component in mammalian immune and stress response, in sensory processing and associative learning in honeybees. I describe the implication of JNK in mediating changes in behaviour induced by deformed wing virus (DWV) infection, and two other stress stimuli (UV light; UV and shaking with light; SL). DWV infected honeybees (3 days after infection) show changes in sensory processing, an impaired associative learning and memory formation, but intact non-associative learning. DWV infection activates JNK in a complex temporal pattern in the mushroom bodies (MBs) and acts via transcription to induce changes in behaviour. Interestingly, short-term UV exposure (≥15 min) and long-term SL treatment (overnight) induce similar behavioural changes as virus infection and lead to JNK activation in the brain. Inhibition of JNK fully restores stress induced biochemical as well as behavioural changes. UV induced behavioural changes require transcription while SL induced behavioural changes does not require transcription. Experiments on isolated Drosophila Kenyon cells show that UV light has an inhibitory effect on neuronal transmission and points to the MBs as the cellular location of stress induced physiological changes. Taken together, my data provide first evidence that JNK acts as central mediator between stress and behaviour of honeybee.
In meiner Dissertation habe ich die Rolle von JNK (Jun-N-terminale Kinase), einer zentralen Komponente bei Immun- und Stressreaktionen, bei sensorischen Prozessen und assoziativen Lernen bei der Biene untersucht. Die Befunde zeigen, dass JNK bei der Vermittlung von Verhaltensänderungen die durch den deformed wing virus (DWV) und andere Stressfaktoren (UV-licht; UV und Schütteln mit Licht; SL) induziert werden, eine wichtige Rolle spielt. DWV infizierte Bienen zeigen eine veränderte sensorische Prozessierung und eine Beeinträchtigung des assoziativen Lernens und der Gedächtnisbildung, jedoch keine Änderungen bei nicht-assoziativen Lernformen. DWV-Infektion führt zu einem komplexen zeitlichen Aktivierungsmuster der JNK in den Pilzkörpern und benötigt Transkriptionsprozesse um die Verhaltensänderungen zu induzieren. Die kurzzeitige Exposition mit UV-Licht (≥15 min) und die langzeitige SL-Behandlung (über Nacht) führt zu ähnlichen Verhaltensänderungen wie die Virusinfektion und aktiviert die JNK im Bienengehirn. Diese stressinduzierten biochemischen und Verhaltensänderungen können durch die Inhibition von JNK verhindert werden. Während UV-induzierten Verhaltensänderungen transkriptionsabhängig sind, benötigen die durch SL-Behandlung induzierten Veränderungen keine Transkription. Experimente an isolierten Drosophila Kenyonzellen zeigen einen UV-Licht induzierten und transkriptionsabhängigen Effekt auf die neuronale Kommunikation und deuten auf eine wichtige Rolle der Pilzkörper bei der Prozessierung von Stresssignalen. Zusammengefasst zeigen die Befunde erstmals, dass JNK als zentraler Vermittler zwischen Stress und Verhalten agiert.
Link to this record: urn:nbn:de:bsz:291-scidok-22383
hdl:20.500.11880/22642
http://dx.doi.org/10.22028/D291-22586
Advisor: Müller, Uli
Date of oral examination: 26-Jun-2009
Date of registration: 30-Jun-2009
Faculty: NT - Naturwissenschaftlich- Technische Fakultät
Department: NT - Biowissenschaften
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