Флуоресцентный белок позволил заглянуть в мозг пчёл
Международная команда исследователей с участием Университета Генриха Гейне в Дюссельдорфе (HHU) внедрила кальциевый сенсор в медоносных пчёл, чтобы изучать обработку нейронной информации, включая реакцию на запахи. Это также даёт представление о том, как социальное поведение представлено в мозге. Результаты опубликованы в научном журнале PLOS Biology.
Пчёлы демонстрируют сложное социальное поведение — ориентацию, коммуникацию, обучение и память, что делает их интересными объектами для изучения функций мозга.
Исследователи из университетов Дюссельдорфа, Франкфурта-на-Майне, Париж-Сакле и Тренто разработали метод для прямого наблюдения за мозгом пчёл.
Как работает сенсор
- В нейроны был интегрирован кальциевый сенсор. Кальций играет ключевую роль в активности нервных клеток.
- Генетический код пчёл модифицировали так, чтобы их клетки мозга производили флуоресцентный белок-сенсор.
- Интенсивность свечения меняется в зависимости от нейронной активности.
Сложности создания «сенсорной пчелы»
Работа была сложной, потому что учёным пришлось работать с ДНК пчелиных маток, которых нельзя легко содержать в лаборатории — каждой нужна своя колония.
- Исследование началось с введения специфической генетической последовательности в более чем 4000 пчелиных яиц.
- Длительный процесс разведения, тестирования и отбора в итоге дал семь маток, несущих ген сенсора.
- Размножаясь в своих колониях, эти матки передали ген части своего потомства.
Исследование обоняния
Сенсор использовали для изучения обоняния пчёл и того, как восприятие запаха кодируется в нейронах.
- Насекомых стимулировали различными запахами и наблюдали с помощью высокоразрешающего микроскопа.
- Это позволило определить, какие клетки мозга активируются этими запахами и как эта информация распределяется в мозге.
- Записи проводились in vivo с использованием методик, позволяющих заглянуть в мозг живых пчёл, зафиксированных в измерительном стенде.
Новая «сенсорная пчела» позволяет изучать, как работает коммуникация внутри колоний и как социальность влияет на мозг животных.