246 | FÖRDERUNG DES WISSENSCHAFTLICHEN NACHWUCHSES

2. Molekulare Mechanismen der Geruchsunterscheidung in genetisch veränderten
Mäusen

Die quantitative Messung der zeitlichen Dynamik der Geruchsunterscheidung
erlangte auch bei der Untersuchung genetisch veränderter Mäuse eine große Bedeu-
tung. In Zusammenarbeit mit der Abteilung Molekulare Neurobiologie (Peter H.
Seeburg) konnte auf der Basis des Cre-loxP Systems eine vorderhirnspezifische
Deletion eines Glutamatrezeptors hergestellt und deren Einfluss auf die Geruchsun-
terscheidungsfähigkeit untersucht werden. Die AMPA-Rezeptor-Untereinheit
GluR-B vermittelt die schnelle, exzitatorische synaptische Signalübertragung im
Gehirn und ist sonnt ein besonders attraktiver Angriffspunkt für molekulare Verän-
derungen. Unsere Verhaltensuntersuchungen zeigten, dass vorderhirnspezifische
GluR-B-knockouts (GluR-BKO) eine Tendenz aufweisen, Gerüche besser lernen
und unterscheiden zu können. Die oben beschriebenen quantitativen Verhaltenana-
lysen ergaben, dass insbesondere für sehr ähnliche Mischungen, Lern- und Unter-
scheidungsfähigkeiten dramatisch verbessert waren - für einfache Geruchsunter-
scheidungsaufgaben ergab unsere Analyse zwar ebenso eine Verbesserung, diese fällt
jedoch deutlich schwächer aus. GluR-BKO Tiere zeigten neben der verbesserten
Geruchsunterscheidung ein vermindertes Geruchsgedächtnis. Um diese beiden
geruchsspezifischen Phänotypen zu trennen, machten wir uns zu Nutze, dass die
Exzision eines Genes durch die Cre-Rekombinase nie vollständig ist. Dies ermög-
licht die Korrelation des individuellen, quantitativ erfassten Verhaltensphänotyps mit
der Restproteinmenge in verschiedenen Hirnregionen der einzelnen Tiere. Das
Geruchsgedächtnis zeigte dabei eine starke lineare Korrelation mit der GluR-B-Pro-
temmenge im Hippocampus und cortikalen Vorderhirn, nicht jedoch mit der Pro-
temmenge im Bulbus olfactorius. Für die Unterscheidungsfähigkeit ergab sich hin-
gegen im zugänglichen Proteinbereich keine solche Abhängigkeit. Daraus lassen sich
zwei Schlussfolgerungen ziehen: Zum einen unterliegen der Veränderung des
Geruchsgedächtnis und des Lern- und Unterscheidungsverhaltens verschiedene zel-
luläre Mechanismen, deren Abhängigkeit von der Proteinmenge distinkt ist. Zum
anderen lässt sich das veränderte Geruchsgedächtnis vorrangig auf Modifikationen
im Hippocampus oder cortikalen Vorderhirn zurückführen, da dort die Korrelatio-
nen zwischen Verhalten und Proteinmenge am größten sind.
3.Viraler Gentransfer in Nervenzellen des Bulbus olfactorius
Nachdem der virale Gentransfer in die Riechzellen der Nasenschleimhaut erfolg-
reich etabliert wurde, konnte nun die stereotaktische Injektion von Viren in den
Bulbus olfactorius weiter optimiert werden. Da sich die initial verwendeten Sindbis
und Semliki-Forest Viren für den geplanten Zweck als unzureichend erwiesen,
mussten zunächst weitere virale Systeme getestet weden. Adenoviren und Lentiviren
führten nicht zu den gewünschten Ergebnissen, dahingegen übertraf der Adenoasso-
ziierte Virus (AAV) alle Erwartungen. Zum Einsatz kam ein chimärer Virus, welcher
die Eigenschaften der Serotypen 1 und 2 in idealer Weise kombiniert. Mit diesem
Virus gelang schließlich die Infektion eines Großteils der Körnerzellen des Bulbus