Со времени они вылупляются из яиц, насекомые, такие как мухи подвергаются трем главным этапам в своих жизнях. Первой является подобная личинке личиночная стадия, во время которой насекомое ест и создает ресурсы; второй является transformatory стадия куколки, из которой безногие, бескрылые личинки появляются в третью и заключительную взрослую стадию их жизней как 6-ногие, крылатые мухи.Интеграция ощущения пищи с этими шагами развития важна; личинка должна знать, когда у нее есть достаточно ресурсов, чтобы окуклиться и превратить преобразование во взрослого.
Когда лишено еды, pupation может часто откладываться до достаточного количества запасов, накопленный.Однако есть исключения к этому – когда сталкивающийся с лишением белка к концу их личиночных жизней, личинки дрозофилы в состоянии толкнуть себя окукливаться. Команда Гэйти Хасана от NCBS теперь раскрыла, как это происходит – исследователи обнаружили интегральную схему нервных клеток в мозгах дрозофилы, которая позволяет им игнорировать отсутствие белков в их еде, чтобы войти в pupal стадию.«Личинки в основном решают окуклиться, как только они поели достаточно.
Но на этапе, где они уже получили достаточно белка в них, если Вы даете им несовершенную белком еду, они поражают дилемму. У нормальных личинок есть нейронная схема в их мозгах, которые позволяют им преобладать над этим. Однако у нас есть ряд мутантов, которые не могут окуклиться при этом условии», говорит Гэйти Хасан. «На самом деле у этих мутантов есть все в них, чтобы быть в состоянии окуклиться, но потому что эта схема не функционирует правильно, они неспособны проигнорировать дефицит белка», она продолжает.
Группа Хасана схемы обнаружила, состоит из трех типов нервных клеток – чувство набора и сообщает об отсутствии белка в еде, второй набор объединяет этот вход с метаболической информацией, и третий набор управляет гормональными сигналами, необходимыми, чтобы начать pupation. Нервные клетки, вовлеченные в этот процесс интеграции и контроль гормональных сигналов, проживают в области мозга насекомого, известного как mid Ventral Ganglion (mVG), который в свою очередь общается с областью центрального мозга, который сродни гипоталамусу млекопитающих.Исследования гипоталамуса показали, что он объединяет ощущение пищи с метаболическими процессами и регулирует голод.
Подобным образом, насекомое mVG, информация объединений о пище с метаболическими исходными данными. Однако схема в mVG мухи, описанной в этой работе, функциям, чтобы отрегулировать шаг развития в жизни насекомого, в отличие от поведенческого убеждения нравится голод, который гипоталамус регулирует у млекопитающих.
«Что действительно удивительно об этой работе, то, что она демонстрирует, что чистый сигнальный путь от нейронной системы может управлять выключателем развития – тот, который говорит личинке становиться куколкой», говорит Сиддхарт Джаякумэр, студент Хасана и ведущий автор статьи, которая детализирует эти результаты в iLife журнала.Хасан и Джаякумэр полагают, что «схема интегратора» соединение пищи и развития, которое они раскрыли, могла быть подобной у насекомых и млекопитающих.
Хотя типы нервных клеток, вовлеченных в эти две системы, возможно, очень отличающиеся, образцы схемы, очень вероятно, будут подобны.