Нейроны вкуса управляют тягой к белку у плодовых мушек

Нейробиологи из Центра Шампалимо в Лиссабоне обнаружили, что специфические нейроны вкуса в хоботке плодовой мушки Drosophila отвечают за тягу к белку. Результаты, опубликованные в eLife, могут стать шагом к предотвращению передачи некоторых болезней, переносимых насекомыми.

Ранее команда показала, что мухи, лишённые незаменимых аминокислот, развивают тягу к белку, но нейронные механизмы были неизвестны. В новом исследовании Карлос Рибейру, Катрин Штек и Сэмюэл Уокер выявили, что в этом участвуют изменения в вкусовой системе, и определили две группы нейронов, необходимых для этой тяги.

Метод поиска

Учёные систематически "выключали" разные нейроны у мух, чтобы найти те, чья инактивация устраняет аппетит к дрожжам (источнику белка) у мух, лишённых аминокислот. Это подтвердилось даже при максимальной потребности в белке — у спаренных самок, которым он нужен для производства яиц.

Ключевые нейроны и их реакция

Были идентифицированы два набора вкусовых нейронов: на внешней и внутренней поверхности хоботка. Запись их активности показала, что у мух, лишённых аминокислот, эти нейроны специфически и сильно реагируют на дрожжи.

"Мы были удивлены, увидев, что реакция этих нейронов на дрожжи усиливается после диеты без аминокислот", — отмечает Рибейру.

Это означает, что изменения происходят на самом раннем этапе сенсорной обработки — на кончике "языка". Эти нейроны делают вкус дрожжей для голодных мух "лучше", что объясняет их тягу.

Влияние спаривания

Тяга к белку также зависит от репродуктивного состояния: спаренные самки едят больше белка для производства яиц. Однако состояние спаривания не влияло на активность вкусовых нейронов.

"Это одно из первых исследований, показывающих, что спаривание меняет то, как муха ощущает вкус, на другом уровне мозга", — говорит Рибейру, а не на уровне языка.

Разные роли нейронов

С помощью технологии flyPAD (на основе сенсорного экрана) учёные обнаружили, что два набора нейронов регулируют разные этапы пищевого поведения:

• Нейроны на внешней поверхности хоботка отвечают за инициацию питания дрожжами.
• Нейроны на внутренней поверхности отвечают за поддержание питания.

Потенциальное применение

Если у комаров существуют похожие нейроны вкуса, управляющие тягой к белку (крови) у самок для откладки яиц, их блокировка химическим путём могла бы предотвратить укусы.

"Это был бы интересный вклад в остановку распространения многих смертельных болезней", — заключает Рибейру, имея в виду такие заболевания, как малярия.