Die Rolle acetylierungsabhängiger Prozesse auf Chromatin- und Transkriptionsebene bei der Bildung unterschiedlicher Gedächtnisse

Abstract

Abhängig von der Trainingsstärke werden unterschiedlich stabile Gedächtnisse induziert. In dieser Arbeit sollte geklärt werden, ob verschieden starke Trainingsprozesse zu unterschiedlichen lerninduzierten Histonacetylierungen und Transkriptionsprozessen führen. Mit immunologischen Nachweisverfahren konnte gezeigt werden, dass starkes und schwaches Training unterschiedliche dynamische Änderungen der Histonacetylierung induzieren. Die Rolle der unterschiedlichen Dynamik der Histonacetylierung beim Lernen konnte durch pharmakologische Manipulation chromatinmodifizierender Enzyme in Verhaltensexperimenten bestätigt werden. Mit einer in der Honigbiene neu etablierten Methode zur Markierung neu synthetisierter RNA in vivo konnte erstmalig gezeigt werden, dass es nach schwachem Training tatsächlich zu Veränderungen auf Expressionsebene kommt. Mittels Hochdurchsatz-Sequenzierung wurden Gene identifiziert, deren Expressionsmenge sich nach starkem und schwachem Training unterscheidet. Insgesamt konnte gezeigt werden, dass durch schwaches Training transkriptionsabhängige Prozesse induziert werden, die eine langfristige Speicherung der gelernten Information aktiv verhindern.

Different training procedures induce memories which differ in their stability, correspondingly. Whether these training procedures induce differences in learning induced histone acetylation and transcription processes was to be clarified within this work. Using immunological assays it could be demonstrated that strong and weak training lead to different changes in histone acetylation. The contribution of the different learning induced dynamics in histone acetylation was demonstrated by pharmacol-ogical manipulation of chromatin modifying enzymes in behavioral experiments. The application of a newly established method to label de novo synthesized RNA in the honeybee in vivo demonstrated for the first time that weak training indeed causes changes at the level of gene expression. Furthermore, using high-throughput sequencing, “memory-genes” were identified that differ in their expression depending on training procedure. Overall, it was shown that transcription dependent processes by weak training are induced to prevent a long term storage of learned information actively.