Mit dem gemeinsamen Fruchtfliege als Modell, ein Forschungsteam von Wissenschaftlern der Universität von Kalifornien, Riverside, studiert, wie Geschmacks-Neuronen Steuern die Fütterung Verhalten und festgestellt, dass Fliegen gentechnisch verändert, um nur diese Neuronen können vermeiden viele aversive Chemikalien, wie bittere Substanzen, Säuren und hohen Konzentrationen von Salz.
„Diese Arbeit erweitert unser Verständnis von der Funktion des internen Geschmack Neuronen vorhanden in den Organen, in den Rachen in Richtung sicherstellen, dass die Lebensmittel ungenießbar sind und nicht verzehrt werden,“ sagte Anupama Dahanukar, associate professor in der Abteilung für Molekular -, Zell-und Systembiologie an der UC Riverside, wer führte die Forschung. „Ein Verständnis dafür, wie die Fütterung Verhalten ist gesteuert von Insekten können Erkenntnisse in die Entwicklung von Strategien für die Steuerung von Insekt-Schädlinge und Krankheitsüberträger.“
Insekten haben mehrere Geschmack Neuronen in verschiedenen teilen des Körpers. Externe Geschmack sind die Neuronen in der Lippe, Beine, Flügel und Margen; interne diejenigen sind, die sich in den Rachen. In den letzten Jahrzehnten haben Forscher konzentrierten sich auf, wie externe Geschmack Neuronen Sinn verschiedener Chemikalien.
„Aufgrund Ihrer internen Lage, pharyngealen Organe wurden nicht im Fokus vieler Insekten-Studien,“ Dahanukar sagte. „Aber genau wegen Ihrer Lage, Sie sind wahrscheinlich zu kritisch für die Steuerung der Nahrungsaufnahme.“
Die Ergebnisse der Studie erscheinen in Cell Reports; das research paper ist zu sehen auf dem cover der Oktober. 22 Ausgabe der Zeitschrift.
„Was ist interessant an unseren Ergebnissen ist, dass die regionale Geschmack Neuronen haben eine Breite Funktionalität für die Vermeidung Einnahme der verschiedenen Kategorien von Chemikalien, Vermeidung erreicht werden kann, indem mehr als eine Art von neuron und die Aktivierung von nur einem einzigen Rachen-neuron unterdrückt die Nahrungsaufnahme,“ Dahanukar sagte.
Um zu verstehen, welche Teilmengen von Rachen-Neuronen, die verantwortlich sind für die Erkennung von bitter, Säure-und hoch-Salz schmeckt das Forscherteam ging einen Schritt weiter, um zu finden, die verantwortlich neuronalen population, die für jede Kategorie der aversiven Chemikalien. Die Forscher verwendeten eine genetische toolkit zu manipulieren, wählen Sie Klassen von pharyngealen Geschmack Nervenzellen der Fruchtfliege, und untersuchen Sie die Folgen dieser Manipulationen.
„Wir haben festgestellt, dass die Ablehnung der verschiedenen Kategorien von aversiven Substanzen ist abhängig von verschiedene Kombinationen von pharyngealen Geschmack Neuronen,“ sagte Yu-Chieh David Chen, ein ehemaliger student im Aufbaustudium in Dahanukar ‚ s Labor und den ersten Autor der Studie.
Um zu verstehen, wo diese Rachen-Neuronen vermitteln Geschmack Informationen in das Gehirn Fliegen, Chen verwendet eine neu entwickelte Schaltung-tracing-Technik, genannt trans-Tango, Karte der nachgeschalteten neuronalen Schaltkreisen verbinden jede Teilmenge von Rachen-Neuronen. Geschmack sensorischen Neuronen bilden die primären Neuronen. Neuronen, die die Verbindung zu diesen sensorischen Neuronen zweiter Ordnung Neuronen; Sie schmecken Informationen im Gehirn.
„Unsere mapping-Ergebnisse zeigen, dass die second-order Geschmack Neuronen Verarbeitung süß und bitter schmeckt-Projekt die beiden wichtigsten Regionen des Gehirns,“ sagte Chen, ein Howard Hughes Medical Institute International Student Research Fellow und bald Postdoktorand an der New York University. „In vielen Fällen, single-Rachen-Geschmack Neuronen zeigten verbindungen mit mehreren second-order Neurone projiziert, um sowohl die Gehirn-Regionen, was darauf hindeutet, dass auch Geschmacks-Informationen können weitgehend vermittelt über mehrere Regionen des Gehirns.“
Chen betonte, dass grundlegende Kenntnisse darüber, wie das Gehirn verdrahtet ist entscheidend für das Verständnis, wie sensorische inputs werden übersetzt in Verhaltens-Ausgänge.
„Wir erwarten, dass unsere Studie führt zu einem besseren Verständnis, wie Geschmack Informationen codiert im Gehirn und legen den Grundstein für die systemweite Analysen der Beziehungen zwischen sensorischen input und Verhaltens-output“, sagte er.
Dahanukar Hinzugefügt, die Fütterung ist ein kritisches Verhalten bei allen Tieren, essentiell für das überleben, und streng reguliert werden, um die Kontrolle der Qualität und Menge der aufgenommenen Stoffe.