Das Studium relativ einfacher Organismen wie Drosophila melanogaster oder Caenorhabditis elegans hat sich insbesondere bei der Erforschung fundamentaler Entwicklungsmechanismen und der Entstehung von Krankheiten als nutzvolles Werkzeug erwiesen. In letzter Zeit wurde eine Fülle von Mutanten, die neurodegenerative Defekte im zentralen Nervensystem zeigen, isoliert (Mutsuddi und Nambu, 1998). Die Mutante swiss-cheese (sws) zeigt mit dem Alter massive, progressive Neurodegenerationserscheinungen und Vakuolisierungen innerhalb des Gehirns. Elektronenmikroskopische Untersuchungen zeigen erste starke Veränderungen glialer Zellfortsätze und ihrer Interaktionen mit Neuronen bereits in der späten Puppe. Gealterte Fliegen zeigen eine zunehmende Anzahl von apoptotischen Zellen. Das Gen wird in den meisten oder allen Zellen des Nervensystems und des Thorakalganglions exprimiert (Kretzschmar et al., 1997). Das SWS-Protein kann einer neuartigen Familie von Esterasen zugerechnet werden. Neben noch nicht näher analysierten Proteinen in Saccaromyces cerevisiae und C. elegans beinhaltet diese Familie auch die humane Neuropathy Target Esterase (NTE). Sie ist der molekulare Angriffspunkt einer spezifischen Form Organophosphat-induzierter Neuropathien. Intoxikationen führen zur Degeneration von langen Axonen des peripheren Nervensystems und des Rückenmars (Glynn et al., 1998).
In der vorliegenden Arbeit wurden grundlegende Fragestellungen zur Expression und der Funktionsweise des SWS-Proteins und seines Orthologen aus Vertebraten, der neuropathy target esterase NTE, in Drosophila melanogaster bearbeitet. Hierfür wurden wildtypische und modifizierte sws/nte-cDNAs in transgenen Tieren in verschiedenen Zelltypen des zentralen Nervensystems exprimiert. Die Analyse der Ultrastruktur nervösen Gewebes von transgenen Tieren wurde mit Aktivitätsmessungen des induzierten SWS/NTE-Proteins der einzelnen Stämme kombiniert und hinsichtlich möglicher Funktionsmodelle erörtert.

The scientific use of simple organisms like Drosophila melanogaster and Caenorhabditis elegans has been proofen to be a usefull tool, especially concerning the examination of fundamental mechanisms in development and human diseases. Within the last years a lot of Drosophila mutants showing neurodegenerative defects in the central nervous system were isolated (Mutsuddi and Nambu, 1998). The mutanat strain swiss-cheese (sws) reveals massive progressive neurodegenration and vacuolisation in the brains tissue. First pathological changes in the morphology of glia cell processes and their interactions with neurons were shown to occure already in the late pupae. Aged flies exhibit an increasing number of apoptotic cells. The sws-gene is expressed in most or nearly all cells of the nervous system (Kretzschmar et al., 1997). The sws protein is a member of a new family of neuronal esterases. In addition to proteins with unknown function in Saccaromycees cerevisiae and Caenorabhditis elegans this familiy includes the human neuropathy target esterase (NTE). NTE is considered to be the molecular target of some organophosphat induced neuropathies. Inhibition of NTE leads to degeneration of long axons of the peripheral nervous system and the spinal marrow.
In this theses, basic questions concerning the expression and the function of the SWS-protein and its vertebrate orthologe neuropathy target esterase were examined in Drosophila. To adress this issue, wildtype and modified cDNAs were expressed in diverent tissues of thge central nervous system in transgenic flies. The ultrastructural analysis is combined with activity measurements of the induced expression. Based on these findings, implications for possible functions of the the SWS-protein are discussed.