В 1989 году биологи из Вюрцбурга Алоис Хофбауэр и Эрих Бухнер сообщили об удивительном открытии в журнале "Naturwissenschaften": они определили новую пару глазков у дрозофилы, неизвестную до того времени. Уже тогда плодовая муха считалась важным модельным организмом для зоологов и генетиков, и множество ученых проявляли интерес к крошечному насекомому. Но все они не смогли обнаружить дополнительные глаза — неудивительно, учитывая их микроскопические размеры: каждое ушко состоит всего из четырех фоторецепторных клеток.
Несмотря на это, люверсы Хофбауэра-Бюхнера, по-видимому, играют важную роль в жизни дрозофилы. К такому выводу пришло исследование, проведенное учеными из Вюрцбургского университета с коллегами из Мичиганского и Бристольского университетов.
Пик активности дрозофил приходится на утро и ближе к вечеру, и они отдыхают в самое жаркое время дня. Крошечные органы чувств, очевидно, влияют, когда эта полуденная сиеста заканчивается. «В долгие летние дни они откладывают начало дневной фазы активности», — объясняет профессор Шарлотта Хельфрих-Форстер из Биоцентра Вюрцбургского университета.
Зашит в мозг мухи
Ученый годами изучал циркадные ритмы дрозофилы. В текущем исследовании ее исследовательская группа смогла впервые показать, что проушины Хофбауэра-Бюхнера подключены к сети нейронов часов в мозгу мух: нервные волокна проходят непосредственно от проушин к двум группам нейронов часового типа. Один из них отвечает за утреннюю активность, а другой влияет на вечернюю активность.
«На рассвете свет падает на проушины», — поясняет Хельфрих-Форстер. "Этот свет запускает производство двух нейромедиаторов гистамина и ацетилхолина. Мы предполагаем, что ацетилхолин активирует нейроны, отвечающие за утреннюю активность.
В то же время гистамин, по-видимому, косвенно подавляет циркадные часы для фазы вечернего пика, тем самым продлевая фазу бездействия."Следовательно, люверсы Хофбауэра-Бюхнера являются частью сложной сети, которая управляет ритмом сна / активности дрозофилы.
Часы млекопитающих, похожие на часы мух
Еще одна причина, по которой результаты интересны, заключается в том, что циркадные часы животных сравнительно мало изменились в ходе эволюции. «У мышей, например, есть сеть нейронных часов в их мозгу, которая имеет много общего с мозгом плодовой мушки», — подчеркивает Хельфрих-Форстер. "Таким образом, дрозофила позволяет нам получить более глубокое представление о циркадных часах млекопитающих и, возможно, о часах человека тоже."
