В естественном мире чувство вкуса управляет многими поведенческими решениями. Для многих животных феромоны, которые представляют собой химические сигналы, используемые для общения, влияют на выбор партнера. Однако очень мало известно о том, как феромоны вкуса обрабатываются в мозгу.Недавняя работа Джоанн Ю, помощника исследователя Тихоокеанского исследовательского центра биологических наук (PBRC), недавно интегрированного исследовательского подразделения Школы наук об океане и Земле и технологий (SOEST) Гавайского университета в Маноа, и ее коллег явно отслеживал этот процесс — идентифицировал вкусовые клетки на ногах плодовой мушки, которые обнаруживают феромон, обнаруживая нейроны в мозге, которые реагируют на феромон, и отображая связь между двумя популяциями клеток.
Феромон, названный CH503, вырабатывается самцами, передается самкам во время спаривания и мешает другим самцам спариваться с самкой — это антиафродизиак для других самцов.Многие вкусовые клетки находятся на передних лапах мух, поэтому Ю и его коллеги использовали генетические манипуляции, чтобы отключить активность отдельных классов этих вкусовых клеток. Затем они проверили, могут ли самцы по-прежнему реагировать на феромон. Используя эту стратегию, они смогли идентифицировать один класс вкусовых рецепторов, названный Gr68a, который отвечает за обнаружение феромона.
«Обычно самцы отталкиваются от самок, ароматизированных феромоном. Однако, когда активность нейронов Gr68a отключена, самцы будут активно пытаться спариваться с самками, ароматизированными феромоном», — сказал Ю.Затем исследователи отключили активность различных групп клеток в центральном мозге, чтобы определить, могут ли мужчины по-прежнему реагировать на феромон. Одна группа клеток, вырабатывающих химический тахикинин, оказалась важной для обнаружения феромона.
Наконец, ученые установили, что нейроны Gr68a в ноге соединяются с нейронами тахикинина в головном мозге. Для этого они ввели 2 сенсора в популяции нейронов Gr68a и Tachykinin. Датчики загораются, когда нейроны в регионе находятся достаточно близко, чтобы образовать связи.
Исследователи смогли обнаружить связь между двумя популяциями нейронов.«Эта работа определяет молекулярный сигнал, тахикинин, который контролирует восприятие вкусовых феромонов и предоставляет анатомическую карту того, где эта информация обрабатывается в мозгу», — сказал Ю. «Понимая клеточную основу того, как кодируется информация о вкусе, мы сможем изучить, как сенсорные сигналы формируют запрограммированное поведение и влияют на сложные социальные решения, такие как выбор спаривания.
Потенциально мы могли бы разработать способ манипулирования тахикинином в популяциях вредителей. контролировать воспроизводство ".В будущем Ю и его коллеги намерены продолжить картирование связей тахикининовых нейронов и изучить, как физиологическое состояние (например, голод, стресс) может влиять на выбор спаривания через тахикининовый путь.