Das Virtuelle Ohr: Aufklärung der Funktionsweise des Transducers in Fliegenohr

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.Mechano-electrical transduction constitutes the central part of the hearing process. Recent studies of vertebrate and invertebrates hearing systems have shed light on the functional workings of the transduction machinery, yet most of the proteins that form this machinery continue to hide and their functional roles remain unclear. The antennal hearing organ of Drosophila melanogaster is an emerging model system to study hearing mechanisms in vivo: recently, a physical / mathematical framework that describes the fly s auditory performance has been proposed, which represents the Drosophila ear by two opposed populations of transduction modules that couple to harmonic oscillator that corresponds to the fly s antennal sound receiver. The use of functional (as opposed to genetic) components in this model can be used to assess how molecular transducer components influence the macroscopic performance of an ear. The virtual ear, an in silico implementation of the Drosophila hearing organ, aims at being a high-throughput, easy-to-use tool to analyze auditory performance in mutant and control as well as a framework for the in silico testing of possible phenotypes that result from molecular parameter changes. By using the virtual ear, we are trying to link mutant alterations in the macroscopic mechanics of the fly s hearing organ to parameter changes on molecular level, which allow to explore the link between in vivo transducer function and genes. In addition to modeling, a novel method for analyzing auditory function is presented that allows quantifying power fluxes in the ear