# Seminar "Signaltransduktion in Sinneszellen"

## Zoologisches Institut, Universität zu Köln

### WS 1999/2000, Montags 17.00-19.00 Uhr

### im Seminarraum 305 des ZI

Thema: In diesem Seminar sollen die Studierenden lernen, wie die Sinneszellen der Wirbeltiere die Außenwelt erfassen. Drei Aspekte sollen dazu für die einzelnen Sinneszellen besprochen werden:

- 1. Wie sind die Zellen aufgebaut? Wie sind sie mit dem Gehirn verbunden?
- 2. Wie funktioniert der spezifische Sensor einer Sinnezelle?
- 3. Wie wird das sensorische Signal in der Sinneszelle verarbeitet?

Durchführung: Nach einer Einführungsvorlesung zur Sinnesphysiologie) findet das Seminar einmal pro Woche im Zoologischen Institut statt und dauert jeweils 90 min. In jeder Woche werden zwei oder drei Referate gehalten (Dauer: ca 30 -40 min, Themen siehe unten!). Je nach Teilnehmerzahl müssen ein oder zwei Referate von jedem Studierenden übernommen werden.
Protokoll: Die Seminarteilnehmer erstellen als gemeinsames Protokoll eine Internet-Seite. Die Koordination und Herstellung der Seite übernehmen 2-3 Website-Editoren. Die Editoren halten keine Referate, stellen aber in der letzten Woche die fertige Website dem Seminar vor. Jeder Referent entwirft ein Layout für seinen persönlichen Beitrag zur Website. Dieses Layout umfaßt eine DIN A4 Seite mit einer Skizze der gewünschten Abbildungen mit kurzen, erläuternden Texten. Das Layout wird den Editoren kurz nach dem Referatstermin zur Verfügung gestellt, damit sie es für die Website bearbeiten können.

Dr. Stephan Frings
Institut für Biologische Informationsverarbeitung
Forschungszentrum Jülich
Tel.: 02461-61-4658
e-mail: s.frings@fz-juelich.de
Adresse der Website:
http:/www/kfa-juelich.de/ibi/ibi-1/sfrings.htm

| Referatsthemen | In der Woche:
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Riechrezeptorzellen | 1. Die Leistung des Geruchssinns 2. Aufbau der Riechschleimhaut und die Verbindungen zum Gehirn |
| 3. Struktur von Riechzellen und Rezeptorproteine 4. Signaltransduktion in Riechzellen |
Geschmackszellen | 5. Was ist Geschmack? Aufbau der Zunge 6. Salz- und Sauergeschmack 7. Süß- und Bittergeschmack |
Photorezeptoren | 8. Struktur der Netzhaut: Stäbchen und Zapfen 9. Die elektrische Reaktion auf Licht |
| 10. Die Phototransduktion 11. Andere Sehkaskaden |
Haarzellen | 12. Die vielfältigen Aufgaben der Haarzellen: Hören, Gleichgewicht, Orientierung 13. Die Struktur von Haarzellen. Wie reagiert eine Haarzelle auf Stimulation? |
| 14. Die Struktur des Corti-Organs 15. Aufbau der Cochlea |
Schmerzrezeptoren | 16. Was ist Schmerz? Wie wird Schmerz gemessen? 17. Schmerzrezeptoren und ihre Synapsen 18. Schmerztherapie |
Die Sinneszellen der Haut | 19. Temperatursensoren 20. Tastsensoren |
Weitere sinnesphysiologische Themen | 21. Womit schmecken wir scharfe Gewürze? 22. Der Sinn des Seidenspinners für Pheromone |
| 23. Der Magnetsinn der Forelle 24. Elektrorezeptoren |

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Empfohlene Literatur für die Referate

1. Stoddart EB (1993) The Biology of Human Odor. Encyclopedia Britannica, Science and Future

2. Axel, R. (1995) Die Entschlüsselung des Riechens. Spektrum der Wissenschaften 12/95:72-78

3. Breer, H., Wanner, I., Strotmann, J. (1996) Molecular genetics of mammalian olfaction. Behavior Genetics 26:209-219

4. Buck, L.B. (1996) Information coding in the vertebrate olfactory system. Annual Reviews in Neuroscience 19:517-544

5. Schmidt, R.F., Thews, G. (1997) Physiologie des Menschen. 27. Auflage, Springer Verlag, Seiten 316-321
+ Lindemann, B. (1996) Taste Reception. Physiological Reviews 76/3:720-729

6. Lindemann, B (1996) Taste Rception. Physiological Reviews 76/3:739-751
+ Schmidt/Thews, Physiologie des Menschen, Seiten 316-321

7. Lindemann, B (1996) Taste reception, Physiological Reviews 76:729-739
+ Schmidt/Thews, Physiologie des Menschen, Seiten 316-321

8. Peichl, L. (1990) Prinzipien der Bildverarbeitung in der Retina, Optometrie 3:3-12
+ Hubel, D.H. (1988) Auge und Gehirn, Spektrum Verlag, Seiten 43-66

9. Schnapf, J.L, Baylor, D.A (1994) Die Reaktion von Photorezeptoren auf Licht (in: Zenner, H.P., Zrenner, E. Physiologie der Sinne, Spektrum Verlag, Seiten 86-93)
+ Yau, K.-Y. (1994) Phototransduction mechanism in retinal rods and cones. Invest. Ophthalm. Vis. Science 35/1:9-32

10. Stryer, L. (1994) Die Sehkaskade (in: Zenner, H.P., Zrenner, E. Physiologie der Sinne, Spektrum Verlag, Seiten 76-85)
+ Müller, F., Kaupp, U.B. (1998) Signaltransduktion in Sehzellen. Naturwissenschaften 85:49-61

11. Xiong, W.-H., Solession, E.C., Yau, K.-W. (1998). An unusual cGMP pathway underlying depolarizing light response of the vertebrate parietal-eye photoreceptor. Nature Neuroscience 1:359-341
+ Montell, C. (1998) TRP trapped in fly signalling web. Current Opinion in Neurobiology. 8:389-397.

12. Penzlin, H. (1996) Lehrbuch der Tierphysiologie. Gustav Fischer Verlag, Seiten 403-437
+ Parker, D.E. (1994) Gleichgeweichts- und Orientierungssinn (in: Zenner, H.P., Zrenner, E. Physiologie der Sinne, Spektrum Verlag, Seiten 56-67)

13. Hudspeth, A.J. (1994) Die Haarzellen des Innenohrs (in:Zenner, H.P., Zrenner, E. Physiologie der Sinne, Spektrum Verlag, Seiten 2-13)
+ Schmidt/Thews: Seiten 251-255

14. Hudspeth, A.J. (1989) How the ear“s works work. Nature 341:397-404
+ Pickles, J.O., Corey, D.P. (1992) Mechanoelectrical transduction by hair cells. Trends in Neuroscience 15:254-259.
+ Schmidt/Thews Seiten 262-270
+ Kafka-Lützow, A. (1997) Das Hörorgan: Aktiver Schallverstärker und hochempfindliches Meßsystem. Radiologe 37:933-944

15. Hudspeth, A.J. (1997) Mechanical amplification of stimuli by hair cells. Current Opinion in Neurobiology. 7:480-486
+ Ashmore, J.F., Kolston, P.J. (1994) Hair cell based amplification in the cochlea. Current Opinion in Neurobiology 4:503-508.
+ Dallos, P. (1992) The active cochlea. Journal of Neuroscience 12:4575-4585.
+ Nobili, R., Mammano, F., Ashmore, J. (1998) How well do we understand the cochlea? Trends in Neuroscience 21: 159-167.

16. Dudel, J., Menzel, R., Schmidt, R.F. (1996) Neurowissenschaft, Seiten 449-455
+ Malmberg, A.B., Yaksh, T.L. (1995) Effect of continuous intrathecal infusion of w -conopeptides, N-type calcium channel blockers, on behavior and antinociception in the formalin and hot-plate tests in rats. Pain 60:83-90

17. Dudel, J., Menzel, R., Schmidt, R.F. (1996) Neurowissenschaft, Seiten 451-462
+ Tominage, M., (1998) The cloned capsaicin receptor integrates multiple pain-producing stimuli. Neuron 21:531-543.

18. Snyder, S.H. (1994) Opiate, in: Chemie der Psyche, Spektrum Verlag, Seiten 39-67
+ Matthee et al. (1996) Loss of morphine-induced analgesia, reward effect and withdrawal symptoms in mice lacking the µ-opioid-receptor gene. Nature 383:819-823

19. Horn, E. (1982) Der Temperatursinn. In: Vergleichende Sinnesphysiologie, Seiten 330-34
+ Penzlin, H. (1996) Lehrbuch der Tierphysiologie. Gustav Fischer Verlag, Seiten 438-440
+ Schmidt/Thews Seiten 221-222

20. Shepherd, G.M (1994) Neurobiology. Oxford University Press, Seiten 267-293

21. Caterina, M.J. et al., (1997) The capsaicin receptor: a heat-activated ion channels in the pain pathway. Nature 389:816-824
+ Tominage, M., et al., (1998) The cloned capsaicin receptor integrates multiple pain-producing stimuli. Neuron 21:531-543.

22. Kaissling, K.E., Priesner, E. (1970) Die Riechschwelle des Seidenspinners. Naturwissenschaften 57:23-28

23. Penzlin, H. (1996) Lehrbuch der Tierphysiologie. Gustav Fischer Verlag, Seiten 495-496
+ Walker, M.M. et al. (1997) Structure and function of the vertebrate magnetic sense. Nature 390:371-376.

24. Horn, E. (1982) Der elektrische Sinn. In: Vergleichende Sinnesphysiolo.gie. Seiten 159-175
+ Kalmijn, A.J. (1982) Electric and magnetic field detection in elasmobranch fishes. Science 218:916-918.
+ Kawasaki, M. (1997) Sensory hyperacuity in the jamming avoidance response of weakly electric fish. Current Opinion in Neurobiology. 7:473-479.
+ Lu, J., Fishman, H.M. (1994) Interaction of apical and basal membrane ion channels underlies electroreception in ampullary epithelia of skates. Biophysical Journal 67:1525-1533.
+ Bennett, M.V.L. et al., (1989) Fine structure of the tuberous electroreceptor of the high-frequency electric fish, Sternarchus albifrons (gymnotiformes). Journal of Neurocytology 18:265-283.

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