The Virtual Ear: Deducing Transducer Function in the Drosophila Ear

Abstract

Die mechano-elektrische Transduktion bildet das Zentrum des Hörprozesses bei Drosophila. Durch vor Kurzem vorgenommene Studien über das Hörsystem von Vertebraten und Invertebraten wurden neue Erkenntnisse über die Funktionsweise der Transduktionsmaschinarie gewonnen. Die meisten Proteine, die diese Maschinarie bilden, sind noch unbekannt und ebenso deren Funktionalitäten. Das Hörorgan von Drosophila melanogaster dient der Hörforschung als häufiges Modelsystem. Ein physikalisch-mathematisches Modell, das die auditorischen Eigenschaften in Drosophila beschreibt, wurde kürzlich veröffentlicht. Dieses Modell beschreibt das Fliegenohr mit zwei gegenüberliegenden Populationen von Transduktionsmodulen, die zu dem Schallempfänger der Fliegenantenne, welcher die Funktion eines harmonischen Oszillators annimmt, gekoppelt sind. Die funktionellen Komponenten dieses Models können verwendet werden, den Einfluss der molekularen Komponenten auf die makroskopischen Eigenschaften zu bewerten. Das virtuelle Fliegenohr, eine in-silico Anwendung des Hörorgans von Drosophila, hat das Ziel eines high-throughput Programms. Es ist einfach anzuwenden, um die auditorischen Eigenschaften in Mutanten als auch in Wildtypen zu analysieren. Es kann auch als Model verwendet werden, welches den Einfluss der Veränderung von Parametern auf molekularer Ebene analysiert. Durch die Verwendung des virtuellen Ohrs versuchen wir die Veränderung der makroskopischen Mechanismen durch Mutationen mit den Veränderungen der Parameter des Fliegenhörorgans auf molekularer Ebene zu verknüpfen. Dies erlaubt die Untersuchung der Verknüpfung von Tranduktionsfunktion und Genen. Neben der Modelierung wird eine neuartige Mothode zur Untersuchung der auditorischen Funktion vorgestellt, die die Quantifizierung des Leistungsflusses im Fliegenohr erlaubt.