과일 파리의 경우 비행은 거의 모든 것입니다. 파리가 식품 공급원과 동료에게 다가 가고 포식자를 탈출하고 계란을 놓을 안전한 부지를 찾는 데 도움이되는 가장 중요한 선천적 행동입니다. 그러나 과일 파리가 끊임없이 비행하고 과일 그릇에 손을 뻗을 수있는 능력을 제공하는 것은 무엇입니까? Gaiti Hasan 교수 실험실의 최근 연구, PLOS Genetics 에 출판되었습니다. ,이 행동에서 중요한 역할을하는 분자를 확인했습니다.
많은 사람들이 믿는 것처럼 비행은 엄청난 에너지를 요구합니다. 그러나 비행을 시작하고 유지하기위한 근본적인 근거가 크게 뉴런의 활동에 달려 있다는 것을 알고 있습니까? 파리에 대한 시각적, 냄새 또는 기계적 신호는 말초 감각 뉴런에 의해 인식되며,이 정보는 더 깊은 뇌 중심으로 전달합니다. 파리의 중앙 뇌의 특정 뉴런은 이러한 자극에 반응하고 비행을위한 비행 근육의 조정 된 작용을 가능하게하는 중앙 패턴 생성기로 메시지를 전달합니다.
그렇다면 파리는 얼마나 오래 날 수 있습니까? 실험실 조건에서 저자들은 테 더링 파리가 평균 10 분 동안 비행 할 수 있음을 관찰했습니다. 이 패러다임은 그러한 긴 비행 시합을 유지하는 데 도움이되고 야생에서 파리의 생존에 유리할 수있는 뉴런과 분자를 식별하는 데 사용되었습니다.
저자들은 FMRFA 수용체 (FMRFAR)라는 단백질이 플라이 뉴런에서 오랜 시간 동안 비행을 가능하게하는 중요한 역할을한다는 것을 발견했습니다. FMRFAR는 세포의 원형질막에 존재하며 G- 단백질 커플 링 수용체 (GPCR)라는 단백질 그룹 하에서 분류된다. GPCR은 펩티드, 호르몬 및 신경 전달 물질과 같은 분자에서 세포 내 반응으로 세포 외 메시지를 형질 도입합니다. 과일 파리 에이 단백질 FMRFAR가 부족하면 어떻게됩니까? 저자들은 FMRFAR의 파리 돌연변이 체가 오랫동안 비행 할 수 없다는 것을 발견했다. 실제로,이 파리는 야생형 대응 물의 절반 동안만 비행을 유지할 수 있습니다. 그러므로 문제는이 단백질이 정확히 어디에 있고 무엇을하는지입니다.
인간과 마찬가지로 과일 파리는 뇌에 다양한 뉴런을 가지고 있으며, 이는 서로 다른 신경 전달 물질을 서로에게 전달하기 위해 다른 신경 전달 물질을 만듭니다. 그중에는 신호 전달을 위해 도파민을 만들고 사용하는 잘 알려진 클래스의 뉴런이 있습니다. 도파민 성 뉴런은 그들이 불리는 것처럼 포유 동물의 학습, 기억 및 운동과 같은 행동에 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다. 과일 파리에서, 유전자 실험에서 FMRFAR은 성숙한 도파민 성 뉴런에 존재했으며, 성인의 FMRFAR이 부족한 뉴런으로 파리가 3 분도 채 걸리지 않았다.
.Fly Dopaminergic Neuron의 FMRFAR은 비행을 유지하는 데 어떻게 도움이됩니까? FMRFAR은 활성화시, 세포 내에서 신호 전달 캐스케이드를 시작하여 세포질 칼슘을 상승시킨다. 뉴런 흥분성은 나트륨, 칼륨 및 칼슘과 같은 이온의 유입 및 유출을 통해 발생하는 뉴런의 막 전위의 변화입니다. 이들 변화는 뉴런을 탈분극시키고 신경 전달 물질이라는 신호 화학 물질의 방출을 자극하여 신경에서 파트너 뉴런으로 신호를 전달한다.
.Ravi et al. 최적의 흥분성을 유지하기 위해 도파민 성 뉴런에서 FMRFAR 기능이 필요하다는 것을 발견했다. 성숙한 도파민 성 뉴런에서의 FMRFAR의 손실은 막 전위의 변화에 반응하는 단백질의 형광 강도에 의해 측정 된 바와 같이 탈분극 능력을 감소시켰다. 반대로, FMRFAR가없는 도파민 성 뉴런이 막 흥분성 파리를 증가시키는 단백질로 유 전적으로 보충되었을 때, 비행 시합의 지속 시간에 상당한 개선이 나타났다. 이러한 발견은 도파민 성 뉴런의 FMRFAR이 막 흥분성을 조절하고 그에 따른 비행에 필요하다는 것을 보여 주었다.
.
다음의 질문은 FMRFAR가 뉴런 흥분성을 어떻게 변경합니까? FMRFAR의 자극은 이노시톨 트리 포스페이트의 생성을 초래합니다 (IP
전반적으로, FMRFAR이 도파민 성 뉴런에서 세포 외 및 세포 내 칼슘 신호의 계면에있는 것처럼 보이며, 이러한 신호는 지속 비행에 필요한 상태에서 도파민 성 뉴런의 막 전위를 유지하는 데 도움이된다. FMRFAR 활성화에 민감한 막 채널의 동일성은 여전히 알려져 있지 않다. FMRFAR은 FMRF라는 뉴로 펩티드에 의해 활성화 된 것으로 알려져 있지만 FMRF를 방출하는 뉴런 및 FMRF 방출을 자극하는 신호도 확인되어야합니다.
이러한 발견은 FMRFA 수용체 자극 CA2+ 신호라는 제목의 기사에 설명되어 있으며 최근에 PLOS 유전학 저널에 발표 된 Drosophila melanogaster에서 중앙 도파민 성 뉴런을 조절하는 비행의 활성을 변경합니다. 이 작품은 Tata Fundamental Research Institute의 국립 생물 과학 센터의 Preethi Ravi, Deepti Trivedi 및 Gaiti Hasan에 의해 수행되었습니다.
.
