科学家揭示了味觉神经元是如何控制食物摄入量的
使用常见的果蝇作为模式,大学的科学家领导的研究小组加州河滨分校,研究了味觉神经元控制进食行为,发现转基因果蝇只有这些神经元可以避免许多厌恶的化学物质,如苦味化合物、酸,高浓度的盐。
“这项工作扩展了我们对内部功能的理解味道神经元该研究团队的负责人，加州大学河滨分校分子、细胞和系统生物学副教授Anupama Dahanukar说。“了解如何控制昆虫的进食行为可能为制定控制策略提供见解害虫向量和疾病。”
昆虫的不同身体部位有多个味觉神经元。外味觉神经元分布在唇瓣、腿和翅膀边缘;内部的位于咽部。在过去的几十年里，研究人员专注于研究外部味觉神经元是如何感知各种化学物质的。
“由于它们的内部位置，咽部器官并不是许多昆虫研究的重点，”Dahanukar说。“但正因为它们所处的位置，它们可能对控制食物摄入量至关重要。”
研究结果发表在细胞的报道;该研究论文刊登在10月22日的杂志封面上。
Dahanukar说:“有趣的是，我们的发现是，咽部味道神经元有广泛的功能来避免摄入不同类别的化学物质，可以通过不止一种神经元来避免，而仅仅激活一个咽部神经元就可以抑制食物的摄入。”
为了了解咽部神经元的哪个亚群负责检测苦、酸和高盐的味道，研究小组进一步找到了每一类厌恶化学物质的负责神经元群。研究人员使用一种基因工具包来操纵果蝇中选定类别的咽部味觉神经元，并检查这些操纵的后果。
“我们发现，对不同类别的厌恶化合物的排斥依赖于咽部味觉神经元的不同组合，”Yu-Chieh David Chen说，他是Dahanukar实验室的前研究生，也是该研究论文的第一作者。
要了解这些咽神经元在哪里传达味道信息苍蝇的大脑，陈使用了一种新开发的电路跟踪技术，称为Trans-Trango，以映射连接每个咽神经元的下游神经元电路。味觉感觉神经元构成原代神经元。连接到这些的神经元感觉神经元是二级神经元;它们在大脑中处理味觉信息。
“我们的映射结果显示，处理甜味和苦味的二级味觉神经元控制着大脑的两个主要区域，”陈说，他是霍华德·休斯医学研究所的国际学生研究员，即将成为纽约大学的博士后研究员。“在许多情况下，是单咽味觉神经元显示出与多个二级神经元的联系，这些神经元投射到大脑的两个区域，这表明即使是特定的味觉信息也可能在大脑的多个区域广泛传递。”
陈强调，关于大脑如何连接的基本知识对于理解感官输入如何转化为行为输出至关重要。
他说:“我们希望我们的研究能让我们更好地理解味觉信息是如何在大脑中编码的，并为系统分析感官输入和行为输出之间的关系奠定基础。”
Dahanukar补充说，喂养是所有动物的关键行为，对生存至关重要，并严格控制摄入物质的质量和数量。
“现在我们对它们在基因模式昆虫中的组织和功能有了一些了解，我们可以将其应用于研究咽器官和它们如何控制从健康或经济角度更相关的昆虫的摄食，如蚊子和破坏作物的害虫。毕竟，昆虫的进食行为与它造成的损害程度有关。”
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