Le neurone unique dans la mouche à fruit déclenche le comportement neuf et supprime également le comportement antagonique

Dans la mouche à fruit, une seule paire de neurones de cerveau commande la locomotion arrière dans des larves et des adultes, état de chercheurs.

Le mappage des circuits décroissants qui peut régulièrement et commuter rapidement le mouvement d'avant est en arrière sans précédent, a indiqué la daine de Chris, un professeur de biologie et codirecteur de l'université de l'institut de l'Orégon de la neurologie. Il était investigateur principal sur le projet, détaillé dans le 2 août publié de papier dans l'eLife de tourillon.

« L'étape importante que nous avons effectuée est que nous avons un neurone unique que les deux déclencheurs un comportement neuf et supprime un comportement antagonique, » a dit la daine, qui est également un chercheur de Howard Hughes Medical Institute et un membre de l'institut de l'UO de la biologie moléculaire.

« C'est plus frappant, parce que ces neurones pilotent le même contact comportemental dans les larves et les adultes, qui ont les neurones moteurs complet différents et les modes de la locomotion, » lui a dit. « Notre constatation que les mêmes paires de neurones règlent le rampement d'une larve limbless et la marche d'une mouche adulte étaient tout à fait étonnantes. »

Le changement des sens d'avant en inverse est indispensable à la survie pour des mouches à fruit. Les larves de drosophile meurent après que les guêpes pondent les oeufs qui absorbent des larves de l'intérieur. Les araignées, les fourmis et les scarabées mangent les mouches à fruit adultes. Juste comment la commutation douce de déclencheur neural de circuits entre les comportements antagoniques est un mystère chez la plupart des animaux, Doe a dit, mais on l'a aussi bien vu dans les nématodes.

La méthodologie derrière la découverte fournit une voie pour que les scientifiques joignent d'autres liaisons directes entre différents neurones de cerveau et neurones de système nerveux. Le laboratoire de la daine déjà regarde des neurones attachés au comportement de navigation dans des mouches à fruit.

La recherche de sept membres a employé le dépistage génétique, la microscopie électronique, l'optogenetics et les manipulations manuelles dans le projet. Ils au commencement ont examiné généralement pour l'autant d'en tant que 10 réactions comportementales, mais se sont d'autre part concentrés sur le mouvement avant-en arrière. Les protéines fluorescentes insérées dans les larves et l'adulte pilote des flux chimiques indicateurs aidés de piste dans les circuits quand le comportement a changé.

L'équipe a méthodiquement déménagé par plusieurs opérations pour recenser les deux neurones en arrière-induisants de cerveau, commençant par plus de 300 neurones et vanner graduellement en bas de la population jusqu'à ce que les deux neurones finaux aient été trouvés.

La plus grande surprise, Doe a dit, se rendait compte que les mêmes paires de neurones dans une larve ont rétracté son lien à la suite des muscles pendant la métamorphose et puis ont rengagé avec les neurones moteurs pour les six pattes qui règlent des muscles dans les adultes. Dans les larves limbless, le rampement est fait par le péristaltisme, ou les contractions.

« La locomotion Limbed concerne une configuration du mouvement, pattes, qui est complet différent, » Doe a dit. « Tous les neurones moteurs sont différents dans les deux étapes. Ceux dans les larves sont détruits dans la métamorphose. Le neurone de cerveau identifie apparemment ceci dans les deux systèmes. »

Le neurone, Doe a dit, a piloté la marche avant arrêtée et la marche arrière induite intensément et continuement. Pour l'évasion, un comportement doit être rapidement inactivé par la transmission neurale. Les mouches et les moustiques, par exemple, peuvent détecter le SWAT d'un être humain et changer des sens pour éviter le contact. Les larves peuvent identifier et éviter les environnements nocifs comme le sel élevé ou la lumière lumineuse utilisant en arrière la locomotion.

« Jusqu'ici, personne n'a prouvé qu'il y a un neurone en amont qui peut du même rang supprimer quelques comportements et induire d'autres, » il a dit. « Notre étude donne à d'autres chercheurs un bon exemple de ce qu'elles peuvent compter trouver. Une mouche a beaucoup de comportements. L'idée est de tracer les neurones et les circuits réglant tous. »

La découverte a apparu du niveau fondamental et ou principal, recherche. La daine a exploré le développement précoce des cellules souche neurales en tant que chercheur de HHMI depuis 1994. Il y a environ cinq ans, son laboratoire a commencé à étudier les circuits neuraux produisant des comportements de moteur, tels que ramper ou voler.

Tel recherche, en tant que réseaux neuronaux spécifiques devenez mieux compris, Doe a dit, potentiellement pourrait aider à améliorer la précision de la prosthétique humaine. Elle pourrait également introduire dans la robotique, assurant des réactions antagoniques précises pour les robots ou les boudineuses de panne-recherche de réglage de guide d'aide explorant les surfaces sur d'autres planètes, il a dit.

En plus de la daine, les membres de l'équipe étaient Arnaldo Carreira-Rosario, Aref Arzan Zarin, Matthew Q. Clark et Laurina équipant, tout les UO, et chaîne et Albert Cardona, les deux de Richard campus de recherches de Janelia du HHMI.

Source : https://around.uoregon.edu/content/research-solves-mystery-how-fruit-flies-avoid-danger