Tilbake til søkeresultatene

FRIPRO-Fri prosjektstøtte

A sucker for taste – Octopus chemotactile sense as a model for molecular evolution and ecological adaptations in marine chemosensory systems

Alternativ tittel: «Sugen på smak – Blekksprutens kjemotaktile sans som en modell for molekylær evolusjon og økologiske tilpasninger for marin luktesans»

Tildelt: kr 8,0 mill.

Blekkspruter er fasinerende dyr og med deres unike kroppsfasong, forseggjorte nervesystem og avanserte adferd, kan de enkelt tilpasse seg til komplekse miljøer, overliste predatorer og konkurrere om mat mot store virveldyr. Tilpasningsdyktigheten kommer av at de er utrolige sansespesialister som bruker de sugekoppkledde armene sine som sanseorgan for å føle seg frem, eller rettere sagt, smake seg frem i områder som ikke er tilgjengelige for tradisjonelle sanser som synet. Hver arm inneholder ikke bare tusenvis av sanseceller som kan oppfatte kjemisk og mekanisk informasjon, men de har også uavhengige ganglier, som fungerer som «mini-hjerner» og disse tillater armen å intergrere perifere signaler slik at armen kan handle selvstendig uten at hjernen bearbeider dem. I dette prosjektet skal vi utnytte disse mini-hjernene som forenklede nervekretsmodeller, sammen med den nylig oppdagede blekksprut-kjemotaktile reseptorfamilien (CRs) som et robust modellsystem for å bygge bro mellom fundamentale prinsipper for hvordan kjemiske signaler oppfattes, filtreres og kodes i hjernen, med organismens tilpasning. Kjemisk kommunikasjon brukes i flerfoldige komplekse adferder i marine miljø; det inkluderer mikrohabitatseleksjon, navigasjon over store havområder, predasjon og søken etter en make. Dyr har derfor et bredt spekter av cellulære og molekylære tilpasninger som tillater dem å oppdage, filtrere og prosessere relevant kjemisk informasjon fra deres spesifikke økologiske nisje. Å sammenligne to blekksprutarter med helt forskjellige livsstiler og anatomi vil gjøre det mulig for oss å gi et solid kunnskapsgrunnlag om kjemosensoriske prosesser i akvatiske miljø, og studere hvordan kjemisk koding skjer. Da kan vi begynne å forstå hvordan disse prosessene forvrenges av forurensing og hvilke potensialer blekkspruter har til å tilpasse seg et miljø i endring.

The ability to detect and process salient sensory information from complex and ever-changing environments is crucial to an organism’s survival. Chemical communication is used in a variety of complex behaviors in marine environments, that include microhabitat selection, navigation across large ocean basins, predation, and mate location and animals exhibit a broad range of cellular and molecular adaptations that enable them to detect, filter and process relevant chemical information from their specific ecological niche. Here I propose to leverage a sensory specialist and the recently discovered octopus chemotactile receptor family (CRs) as a powerful model system to bridge fundamental principles of how single proteins transduce and filter chemical signals based on their environmental and cellular context with organismal adaptation. We will perform comparative analysis of octopus protein sequence to learn about functional domains of these proteins and pair this approach with the characterization of cellular properties and neuronal coding across octopus species. The results will provide a foundational basis to study chemical signaling among aquatic organisms. This foundation can then be extended so understand which chemical molecules are employed as info chemicals in species specific environments and how chemical coding might be distorted by environmental pollution. We will use an interdisciplinary approach, that spans from protein structure function analysis over single cell electrophysiology to nervous system coding and natural products identification to further the knowledge in marine invertebrate chemosensation. The project will provide a solid basis of knowledge about these processes in a sensory specialist- a unique opportunity that enables insights into the vast mechanisms of aquatic chemosensation that cannot be easily studied in other systems.

Budsjettformål:

FRIPRO-Fri prosjektstøtte

Finansieringskilder