La única neurona en mosca del vinagre acciona nuevo comportamiento y también suprime comportamiento antagónico

En la mosca del vinagre, un único par de neuronas del cerebro ordena la locomoción atrasada en las larvas y los adultos, parte de los investigadores.

La correspondencia del conjunto de circuitos descendente que puede liso y cambiar rápidamente el movimiento de delantero de retroceso es sin precedente, dijo la gama de Chris, un profesor de la biología y el codirector de la universidad del instituto de Oregon de la neurología. Él era investigador principal en el proyecto, detallado en el 2 de agosto publicado papel en el eLife del gorrón.

“El paso grande que hemos hecho es que tenemos una única neurona que ambos gatillos un nuevo comportamiento y supriman un comportamiento antagónico,” dijo la gama, que también es investigador del Howard Hughes Medical Institute y una pieza del instituto del UO de la biología molecular.

“Es golpeando, porque estas neuronas impulsan el mismo interruptor del comportamiento en larvas y los adultos, que tienen neuronas de motor totalmente diversas y maneras de la locomoción,” él dijo. “Nuestro encontrar que los mismos pares de neuronas controlan arrastrarse de un gusano desmembrado y el recorrer de una mosca adulta eran muy asombrosamente.”

El cambio de direcciones de delantero a la marcha atrás es vital a la supervivencia para las moscas del vinagre. Las larvas de la Drosophila mueren después de que las avispas pongan los huevos que consumen larvas desde dentro hacia afuera. Las arañas, las hormigas y los martinetes comen moscas del vinagre adultas. Apenas cómo la transferencia lisa del gatillo de los nervios de los circuitos entre los comportamientos antagónicos es un misterio en la mayoría de los animales, Doe dijo, pero se ha visto en nematodos también.

La metodología detrás del descubrimiento ofrece una manera para que los científicos conecten otras conexiones directas entre las neuronas individuales del cerebro y las neuronas del sistema nervioso. El laboratorio de la gama está observando ya las neuronas atadas al comportamiento de la navegación en moscas del vinagre.

La investigación de la siete-pieza utilizó la investigación genética, la microscopia electrónica, el optogenetics y manipulaciones manuales en el proyecto. Observaban inicialmente generalmente para tanto como 10 reacciones del comportamiento, pero por otra parte se centraron en el movimiento delantero-de retroceso. Las proteínas fluorescentes insertadas en larvas y adulto vuelan flujos químicos indicadores ayudados del carril en el conjunto de circuitos cuando el comportamiento cambió.

Las personas se movieron metódicamente con varios pasos para determinar las dos neuronas del cerebro de retroceso-que inducían, empezando por más de 300 neuronas y gradualmente el aventamiento abajo de la población hasta que las dos neuronas finales fueran encontradas.

La sorpresa más grande, Doe dijo, realizaba que los mismos pares de neuronas en una larva se retractaron su conexión a la habitación de músculos durante metamorfosis y entonces ocuparon nuevamente con las neuronas de motor para los seis tramos que controlan los músculos en los adultos. En larvas desmembradas, el arrastrarse es hecho por la peristalsis, o contracciones.

La “locomoción Limbed implica una configuración del movimiento, tramos, que es totalmente diferente,” Doe dijo. “Todas las neuronas de motor son diferentes en los dos escenarios. Ésos en larvas se pierden en metamorfosis. La neurona del cerebro reconoce al parecer esto en ambos sistemas.”

La neurona, Doe dijo, impulsó la carrera útil parada y el movimiento atrasado inducido intenso y contínuo. Para los propósitos del escape, un comportamiento se debe desactivar rápidamente por la comunicación de los nervios. Las moscas y los mosquitos, por ejemplo, pueden detectar el golpe violento de un ser humano y cambiar direcciones para evitar el contacto. Las larvas pueden reconocer y evitar ambientes nocivos como la alta sal o la luz brillante usando de retroceso la locomoción.

“Hasta ahora, nadie ha mostrado que hay una neurona por aguas arriba que puede suprimir coordinado algunos comportamientos e inducir otros,” él dijo. “Nuestro estudio da a otros investigadores un buen ejemplo de lo que él puede preveer encontrar. Una mosca tiene muchos comportamientos. La idea es correlacionar las neuronas y los circuitos que controlan todos.”

El descubrimiento emergió del nivel básico, o fundamental, investigación. La gama ha explorado el revelado temprano de células madres de los nervios como investigador de HHMI desde 1994. Hace aproximadamente cinco años, su laboratorio comenzó a estudiar los circuitos de los nervios que generaban comportamientos del motor, tales como arrastrarse o volar.

Tal investigación, como redes neuronales específicas entiéndase mejor, Doe dijo, potencialmente podría ayudar a perfeccionar la precisión de la odontología humana. Podría también introducir en la robótica, asegurando las reacciones antagónicas exactas para los robots o los vagabundos de la guía de la ayuda bomba-que exploran que controlan que exploran las superficies en otros planetas, él dijo.

Además de gama, las piezas de personas eran Arnaldo Carreira-Rosario, AREF Arzan Zarin, Matthew Q. Clark y Laurina guarneciendo, todo el UO, y grillete y Albert Cardona, ambas de Richard campus de la investigación de Janelia del HHMI.

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