@article{ThammSchollReimetal.2017,
  author    = {Thamm, Markus and Scholl, Christina and Reim, Tina and Gruebel, Kornelia and Moeller, Karin and Rossler, Wolfgang and Scheiner, Ricarda},
  title     = {Neuronal distribution of tyramine and the tyramine receptor AmTAR1 in the honeybee brain},
  series = {The journal of comparative neurology},
  volume    = {525},
  journal   = {The journal of comparative neurology},
  publisher = {Wiley},
  address   = {Hoboken},
  issn      = {0021-9967},
  doi       = {10.1002/cne.24228},
  pages     = {2615 -- 2631},
  year      = {2017},
  abstract  = {Tyramine is an important neurotransmitter, neuromodulator, and neurohormone in insects. In honeybees, it is assumed to have functions in modulating sensory responsiveness and controlling motor behavior. Tyramine can bind to two characterized receptors in honeybees, both of which are coupled to intracellular cAMP pathways. How tyramine acts on neuronal, cellular and circuit levels is unclear. We investigated the spatial brain expression of the tyramine receptor AmTAR1 using a specific antibody. This antibody detects a membrane protein of the expected molecular weight in western blot analysis. In honeybee brains, it labels different structures which process sensory information. Labeling along the antennal nerve, in projections of the dorsal lobe and in the gnathal ganglion suggest that tyramine receptors are involved in modulating gustatory and tactile perception. Furthermore, the ellipsoid body of the central complex and giant synapses in the lateral complex show AmTAR1-like immunoreactivity (AmTAR1-IR), suggesting a role of this receptor in modulating sky-compass information and/or higher sensor-motor control. Additionally, intense signals derive from the mushroom bodies, higher-order integration centers for olfactory, visual, gustatory and tactile information. To investigate whether AmTAR1-expressing brain structures are in vicinity to tyramine releasing sites, a specific tyramine antibody was applied. Tyramine-like labeling was observed in AmTAR1-IR positive structures, although it was sometimes weak and we did not always find a direct match of ligand and receptor. Moreover, tyramine-like immunoreactivity was also found in brain regions without AmTAR1-IR (optic lobes, antennal lobes), indicating that other tyramine-specific receptors may be expressed there.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schlenstedt2005,
  author    = {Schlenstedt, Jana},
  title     = {Molekulare und pharmakologische Charakterisierung von Serotonin-Rezeptoren der Honigbiene Apis mellifera},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-7203},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2005},
  abstract  = {Die Honigbiene Apis mellifera gilt seit langem als Modell-Organismus zur Untersuchung von Lern- und Ged{\"a}chtnisvorg{\"a}ngen sowie zum Studium des Sozialverhaltens und der Arbeitsteilung. Bei der Steuerung und Regulation dieser Verhaltensweisen spielt das Indolalkylamin Serotonin eine wesentliche Rolle. Serotonin entfaltet seine Wirkung durch die Bindung an G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCRs). In der vorliegenden Arbeit wird der erste Serotonin-Rezeptor aus der Honigbiene molekular charakterisiert. Durch die Anwendung zwei verschiedener Klonierungsstrategien konnten drei cDNA-Sequenzen isoliert werden, die f{\"u}r potentielle Serotonin-Rezeptoren kodieren. Die Sequenzen weisen die gr{\"o}ßte {\"A}hnlichkeit zu dem 5-HT7- und 5-HT2-Rezeptor von Drosophila melanogaster bzw. dem 5-HT1-Rezeptor von Panulirus interruptus auf. Die isolierten Serotonin-Rezeptoren der Honigbiene wurden dementsprechend Am(Apis mellifera)5-HT1, Am5-HT2 und Am5-HT7 benannt. Das Hydropathieprofil des Am5-HT1-, Am5-HT2- und Am5-HT7-Rezeptors deutet auf das Vorhandensein des charakteristischen heptahelikalen Aufbaus G-Protein-gekoppelter Rezeptoren hin. Die abgeleiteten Aminos{\"a}uresequenzen zeigen typische Merkmale biogener Amin-Rezeptoren. Aminos{\"a}uren, die eine Bedeutung bei der Bildung der Liganden-Bindungstasche, der Rezeptor-Aktivierung und der Kopplung eines G-Proteins an den Rezeptor haben, sind in allen drei Rezeptoren konserviert. Interessanterweise ist jedoch das in den meisten biogenen Amin-Rezeptoren vorhandene DRY-Motiv in dem Am5-HT2- und Am5-HT7-Rezeptor nicht konserviert. Das Vorhandensein einer PDZ-Dom{\"a}ne in dem Am5-HT1- und Am5-HT7-Rezeptor l{\"a}sst vermuten, dass diese Rezeptoren als Adapterproteine fungieren, die Signalmolek{\"u}le zu einem Signaltransduktionskomplex vereinigen. RT-PCR-Experimente zeigen die Expression der Rezeptoren in verschiedenen Geweben der Honigbiene. Auffallend ist die hohe Expression im Zentralgehirn. Des Weiteren konnte die Expression der Serotonin-Rezeptoren in den optischen Loben, Antennalloben sowie in der Peripherie, d.h. in der Flugmuskulatur und den Malpighischen Gef{\"a}ßen nachgewiesen werden. Durch in situ Hybridisierungen wurde die Expression in Gefrierschnitten von Gehirnen adulter Sammlerinnen im Detail untersucht. Transkripte der Rezeptoren sind in den Somata von intrinsischen Pilzk{\"o}rperzellen, Neuronen der optischen Loben und Neuronen der Antennalloben vorhanden. In einem heterologen Expressionssystem wurde der intrazellul{\"a}re Signalweg des Am5-HT7-Rezeptors untersucht. Die Aktivierung des stabil exprimierten Rezeptors durch Serotonin f{\"u}hrt zur Bildung von cAMP. Der 5-HT7-Rezeptor spezifische Agonist 5-CT zeigt eine mit Serotonin vergleichbare F{\"a}higkeit, die intrazellul{\"a}re cAMP-Konzentration zu erh{\"o}hen. Am5-HT7 geh{\"o}rt daher funktionell zu der Gruppe der 5-HT7-Rezeptoren. Der EC50-Wert von 1,06~nM (5-HT), ist im Vergleich zu anderen 5-HT7-Rezeptoren {\"a}ußert niedrig. Des Weiteren wurde gezeigt, dass das basale cAMP-Niveau in den transfizierten Zellen im Vergleich zu nicht transfizierten Zellen deutlich erh{\"o}ht ist. Das heißt, dass der Rezeptor auch in der Abwesenheit eines Liganden aktiv ist. Diese konstitutive Aktivit{\"a}t ist auch von anderen biogenen Amin-Rezeptoren bekannt. Methiothepin wurde als wirksamer inverser Agonist des Am5-HT7-Rezeptors identifiziert, da es in der Lage ist, der konstitutiven Aktivit{\"a}t entgegenzuwirken. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit deuten darauf hin, dass die Serotonin-Rezeptoren in verschiedenen Regionen des ZNS der Honigbiene an der Informationsverarbeitung beteiligt sind. Es kann eine Beeinflussung von Lern- und Ged{\"a}chtnisprozessen sowie des olfaktorischen und visuellen Systems durch diese Rezeptoren vermutet werden. Mit der Klonierung und funktionellen Charakterisierung des ersten Serotonin-Rezeptors der Honigbiene ist eine Grundlage f{\"u}r die Untersuchung der molekularen Mechanismen der serotonergen Signaltransduktion geschaffen worden.},
  subject      = {Biogene Amine},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Thamm2009,
  author    = {Thamm, Markus},
  title     = {Charakterisierung der Serotonin-Rezeptoren der Honigbiene Apis mellifera : von den Genen zum Verhalten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-40736},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2009},
  abstract  = {Das serotonerge System besitzt sowohl bei Invertebraten als auch bei Vertebraten eine große Bedeutung f{\"u}r die Kontrolle und Modulation vieler physiologischer Prozesse und Verhaltensleistungen. Bei der Honigbiene Apis mellifera spielt Serotonin (5-Hydroxytryptamin, 5-HT) eine wichtige Rolle bei der Arbeitsteilung und dem Lernen. Die 5-HT-Rezeptoren, die {\"u}berwiegend zur Familie der G-Protein gekoppelten Rezeptoren (GPCRs) geh{\"o}ren, besitzen eine Schl{\"u}sselstellung f{\"u}r das Verst{\"a}ndnis der molekularen Mechanismen der serotonergen Signalweiterleitung. Ziel dieser Arbeit war es, 5-HT-Rezeptoren der Honigbiene zu charakterisieren. Dazu z{\"a}hlt die Identifizierung der molekularen Struktur, die Ermittlung der intrazellul{\"a}ren Signalwege, die Erstellung von pharmakologischen Profilen, die Ermittlung der Expressionsmuster und die Ermittlung der physiologischen Funktionen der Rezeptoren. Mit Hilfe der Informationen aus dem Honey Bee Genome Project, konnten drei RezeptorcDNAs kloniert werden. Vergleiche der abgeleiteten Aminos{\"a}uresequenzen mit den Aminos{\"a}uresequenzen bereits charakterisierter Rezeptoren legten nahe, dass es sich dabei um einen 5-HT1- (Am5-HT1) und zwei 5-HT2-Rezeptoren (Am5-HT2α und Am5-HT2β) handelt. Die strukturelle Analyse der abgeleiteten Aminos{\"a}uresequenz dieser Rezeptoren postuliert das Vorhandensein der charakteristischen heptahelikalen Architektur von GPCRs und zeigt starkkonservierte Motive, die bedeutend f{\"u}r die Ligandenbindung, die Rezeptoraktivierung und die Kopplung an G-Proteine sind. F{\"u}r die beiden 5 HT2-Rezeptoren konnte zudem alternatives Spleißen nachgewiesen werden. Mit den cDNAs des Am5-HT1- und des Am5-HT2α-Rezeptors wurden HEK293-Zellen stabil transfiziert und anschließend die Rezeptoren funktionell und pharmakologisch analysiert. Am5-HT1 hemmt bei Aktivierung abh{\"a}ngig von der 5-HT-Konzentration die cAMPProduktion.Die Substanzen 5-Methoxytryptamin (5-MT) und 5-Carboxamidotryptamin konnten als Agonisten identifiziert werden. Methiothepin dagegen blockiert die 5-HTWirkung vollst{\"a}ndig. Prazosin und WAY100635 stellen partielle Antagonisten des Am5-HT1-Rezeptors dar. Der Am5-HT2_-Rezeptor stimuliert bei Aktivierung die Synthese des sekund{\"a}ren Botenstoffs Inositoltrisphosphat, was wiederum zu einer messbaren Erh{\"o}hung der intrazellul{\"a}ren Ca2+-Konzentration f{\"u}hrt. 5-MT und 8-OH-DPAT zeigen eine deutliche agonistische Wirkung auf Am5-HT2α. Dagegen besitzen Clozapin, Methiothepin, Mianserin und Cyproheptadin die F{\"a}higkeit, die 5-HT-Wirkung um 51-64 \% zu vermindern. Die bereits erw{\"a}hnte alternative Spleißvariante von Am5-HT2α wurde ebenfalls in HEK293-Zellen exprimiert und analysiert, scheint jedoch eigenst{\"a}ndig nicht funktionell zu sein. Gegen die dritte cytoplasmatische Schleife (CPL3) wurde ein polyklonales Antiserum generiert. Dieses erkennt in Western-Blot-Analysen ein Protein mit einer Masse von ca. 50 kDa. Durch immunhistochemische Analysen am Bienengehirn wurde die Verteilung des Rezeptors genauer untersucht. Dabei zeigten die optischen Neuropile, besonders die Lamina und die Ocellarnerven, stets eine starke Markierung. Außerdem wird der Rezeptor in den α- und β-Loben sowie der Lippe, dem Basalring und dem Pedunculus der Pilzk{\"o}rper exprimiert. Doppelmarkierungen zeigen stets eine enge Nachbarschaft von serotonergen Fasern und dem Am5-HT1-Rezeptor. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass der Am5-HT1-Rezeptor sehr wahrscheinlich an der Regulation des phototaktischen Verhalten der Honigbiene beteiligt ist. Verf{\"u}tterung von 5-HT hat eine deutlich negative Wirkung auf das phototaktischen Verhalten. Diese kann durch den Am5-HT1-Rezeptor-Agonisten 5-CT imitiert werden. Schließlich konnte gezeigt werden, dass der Am5-HT1-Antagonist Prazosin die 5-HT-Wirkung deutlich vermindern kann.},
  language  = {de}
}
@article{Scheiner2012,
  author    = {Scheiner, Ricarda},
  title     = {Birth weight and sucrose responsiveness predict cognitive skills of honeybee foragers},
  series = {Animal behaviour},
  volume    = {84},
  journal   = {Animal behaviour},
  number    = {2},
  publisher = {Elsevier},
  address   = {London},
  issn      = {0003-3472},
  doi       = {10.1016/j.anbehav.2012.05.011},
  pages     = {305 -- 308},
  year      = {2012},
  abstract  = {Honeybees, Apis mellifera, can differ considerably in their birth weights but the consequences of these weight differences for behaviour are unknown. I investigated how these birth weight differences affected their cognitive skills when the bees reached foraging age. Individual sucrose responsiveness measured by the proboscis extension response is a strong determinant of appetitive olfactory learning performance in honeybees. Most of the observed learning differences between individuals or between genetic bee strains correlate with differences in their sucrose responsiveness. My second aim was therefore to investigate whether the sucrose responsiveness of newly emerged bees could predict the learning behaviour of the bees 3 weeks later. Both birth weight and sucrose responsiveness measured at emergence could predict olfactory learning scores as demonstrated by significant positive correlations. Heavy bees and bees with high sucrose responsiveness later learned better than lighter individuals or bees with lower responsiveness to sucrose at emergence. These results demonstrate for the first time a fundamental relationship between sensory responsiveness and morphology at emergence and later cognitive skills in insects. Because sensory responsiveness is closely linked to division of labour in honeybees, differences in weight and sucrose responsiveness at emergence might be involved in regulating division of labour.},
  language  = {en}
}
@misc{ScheinerBaumannBlenau2006,
  author    = {Scheiner, Ricarda and Baumann, Arnd and Blenau, Wolfgang},
  title     = {Aminergic control and modulation of honeybee behaviour},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-46106},
  year      = {2006},
  abstract  = {Biogenic amines are important messenger substances in the central nervous system and in peripheral organs of vertebrates and of invertebrates. The honeybee, Apis mellifera, is excellently suited to uncover the functions of biogenic amines in behaviour, because it has an extensive behavioural repertoire, with a number of biogenic amine receptors characterised in this insect. In the honeybee, the biogenic amines dopamine, octopamine, serotonin and tyramine modulate neuronal functions in various ways. Dopamine and serotonin are present in high concentrations in the bee brain, whereas octopamine and tyramine are less abundant. Octopamine is a key molecule for the control of honeybee behaviour. It generally has an arousing effect and leads to higher sensitivity for sensory inputs, better learning performance and increased foraging behaviour. Tyramine has been suggested to act antagonistically to octopamine, but only few experimental data are available for this amine. Dopamine and serotonin often have antagonistic or inhibitory effects as compared to octopamine. Biogenic amines bind to membrane receptors that primarily belong to the large gene-family of GTP-binding (G) protein coupled receptors. Receptor activation leads to transient changes in concentrations of intracellular second messengers such as cAMP, IP3 and/or Ca2+. Although several biogenic amine receptors from the honeybee have been cloned and characterised more recently, many genes still remain to be identified. The availability of the completely sequenced genome of Apis mellifera will contribute substantially to closing this gap. In this review, we will discuss the present knowledge on how biogenic amines and their receptor-mediated cellular responses modulate different behaviours of honeybees including learning processes and division of labour.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Blenau2006,
  author    = {Blenau, Wolfgang},
  title     = {Aminerge Signaltransduktion bei Insekten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-7568},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2006},
  abstract  = {Biogene Amine sind kleine organische Verbindungen, die sowohl bei Wirbeltieren als auch bei Wirbellosen als Neurotransmitter, Neuromodulatoren und/oder Neurohormone wirken k{\"o}nnen. Sie bilden eine bedeutende Gruppe von Botenstoffen und entfalten ihre Wirkungen {\"u}ber die Bindung an eine bestimmte Klasse von Rezeptorproteinen, die als G-Protein-gekoppelte Rezeptoren bezeichnet werden. Bei Insekten geh{\"o}ren zur Substanzklasse der biogenen Amine die Botenstoffe Dopamin, Tyramin, Octopamin, Serotonin und Histamin. Neben vielen anderen Wirkung ist z.B. gezeigt worden, daß einige dieser biogenen Amine bei der Honigbiene (Apis mellifera) die Geschmacksempfindlichkeit f{\"u}r Zuckerwasser-Reize modulieren k{\"o}nnen. Ich habe verschiedene Aspekte der aminergen Signaltransduktion an den „Modellorganismen" Honigbiene und Amerikanische Großschabe (Periplaneta americana) untersucht. Aus der Honigbiene, einem „Modellorganismus" f{\"u}r das Studium von Lern- und Ged{\"a}chtnisvorg{\"a}ngen, wurden zwei Dopamin-Rezeptoren, ein Tyramin-Rezeptor, ein Octopamin-Rezeptor und ein Serotonin-Rezeptor charakterisiert. Die Rezeptoren wurden in kultivierten S{\"a}ugerzellen exprimiert, um ihre pharmakologischen und funktionellen Eigenschaften (Kopplung an intrazellul{\"a}re Botenstoffwege) zu analysieren. Weiterhin wurde mit Hilfe verschiedener Techniken (RT-PCR, Northern-Blotting, in situ-Hybridisierung) untersucht, wo und wann w{\"a}hrend der Entwicklung die entsprechenden Rezeptor-mRNAs im Gehirn der Honigbiene exprimiert werden. Als Modellobjekt zur Untersuchung der zellul{\"a}ren Wirkungen biogener Amine wurden die Speicheldr{\"u}sen der Amerikanischen Großschabe genutzt. An isolierten Speicheldr{\"u}sen l{\"a}ßt sich sowohl mit Dopamin als auch mit Serotonin Speichelproduktion ausl{\"o}sen, wobei Speichelarten unterschiedlicher Zusammensetzung gebildet werden. Dopamin induziert die Bildung eines v{\"o}llig proteinfreien, w{\"a}ßrigen Speichels. Serotonin bewirkt die Sekretion eines proteinhaltigen Speichels. Die Serotonin-induzierte Proteinsekretion wird durch eine Erh{\"o}hung der Konzentration des intrazellul{\"a}ren Botenstoffs cAMP vermittelt. Es wurden die pharmakologischen Eigenschaften der Dopamin-Rezeptoren der Schaben-Speicheldr{\"u}sen untersucht sowie mit der molekularen Charakterisierung putativer aminerger Rezeptoren der Schabe begonnen. Weiterhin habe ich das ebony-Gen der Schabe charakterisiert. Dieses Gen kodiert f{\"u}r ein Enzym, das wahrscheinlich bei der Schabe (wie bei anderen Insekten) an der Inaktivierung biogener Amine beteiligt ist und im Gehirn und in den Speicheldr{\"u}sen der Schabe exprimiert wird.},
  subject      = {Neurotransmitter-Rezeptor},
  language  = {de}
}