$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Temperatuur is een alomtegenwoordige omgevingsinvloed. Dieren vertonen een verscheidenheid aan gedragingen om schadelijke temperaturen te voorkomen en comfortabele te zoeken. Drosophila vertonen een robuust temperatuurvoorkeursgedrag6,7. Wanneer vliegen worden vrijgegeven in een temperatuurgradiënt van 18-32 °C, vermijden de vliegen zowel warme als koude temperaturen en kiezen ze uiteindelijk een voorkeurstemperatuur van 25 °C in de ochtend3. De warme temperatuursensoren zijn een set thermosensorische neuronen, AC-neuronen, die het Drosophila transient receptor potential (TPR)-kanaal uitdrukken, TRPA16,9. De koude temperatuursensoren bevinden zich in de 3e antennesegmenten, omdat het ablating van de 3e antennesegmenten het gebrek aan koude temperatuurvermijdingveroorzaakt 6. Onlangs werd het TRPP-eiwit Brivido (Brv) geïdentificeerd10. Aangezien Brv wordt uitgedrukt in de 3e antennesegmenten en koudedetectie bemiddelt, is Brv een mogelijk kouddetectiemolecuul, dat van cruciaal belang is voor het temperatuurvoorkeursgedrag. Kortom, de vliegen gebruiken deze twee temperatuursensoren om de warme en koude temperaturen te vermijden en een voorkeurstemperatuur te vinden.
Terwijl zoogdieren warmte genereren om hun lichaamstemperatuur te reguleren, passen ectothermen hun lichaamstemperatuur over het algemeen aan de omgevingstemperatuuraan 11. Van sommige ectothermen is bekend dat ze een dagelijks TPR-gedrag vertonen waarvan wordt aangenomen dat het een strategie is voor de ectothermen om hun BTR12te reguleren . Om te bepalen of de vliegen TPR vertoonden, herhaalden we de gedragsanalyse van de temperatuurvoorkeur op verschillende punten gedurende een periode van 24 uur. We ontdekten dat Drosophila een dagelijkse TPR vertoont, die 's ochtends laag en 's avonds hoog is en een patroon volgt dat vergelijkbaar is met dat van BTR bij mensen13.
In Drosophilazijn er ~150 klokneuronen in de hersenen. De klokneuronen die de motorische activiteit reguleren, worden M- en E-oscillatoren genoemd. Interessant is echter dat M- en E-oscillatoren TPR niet reguleren, in plaats daarvan hebben we laten zien dat DN2-klokneuronen in de hersenen TPR reguleren, maar geen motorische activiteit. Deze gegevens geven aan dat TPR onafhankelijk van de motorische activiteit wordt gereguleerd. Met name zoogdier BTR is ook onafhankelijk gereguleerd van motorische activiteit. Ablatiestudies bij ratten tonen aan dat BTR wordt gecontroleerd door specifieke SCN-neuronen die zich richten op een andere subset van subparaventriculaire zoneneuronen dan die welke de motorische activiteit controleren14. Daarom beschouwen onze gegevens de mogelijkheid dat de BTR van zoogdieren en de vlieg TPR evolutionair worden geconserveerd3, omdat zowel vlieg-TPR als zoogdier BTR circadiaanse klokafhankelijke temperatuurritmes vertonen, die onafhankelijk worden gereguleerd door motorische activiteit.
Hier beschrijven we de details van het analyseren van de TPR-gedragstest in Drosophila. Deze methode maakt het mogelijk om niet alleen het moleculaire mechanisme en neurale circuits van TPR te onderzoeken, maar ook hoe de hersenen verschillende omgevingssignalen en innerlijke biologische klokken integreren.