$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Temperatura jest wszechobecnym sygnałem środowiskowym. Zwierzęta wykazują różne zachowania, aby uniknąć szkodliwych temperatur i szukać komfortowych. Drosophila wykazuje silne zachowanie preferencji temperaturowej6,7. Kiedy muchy są wypuszczane do gradientu temperatury od 18 do 32 °C, muchy unikają zarówno ciepłych, jak i niskich temperatur i ostatecznie wybierają preferowaną temperaturę 25 °C rano3. Czujniki ciepłej temperatury to zestaw neuronów termosensorycznych, neuronów prądu przemiennego, które wyrażają kanał przejściowego potencjału receptora Drosophila (TPR), TRPA16,9. Czujniki niskiej temperatury znajdują się w 3. segmencie anteny, ponieważ ablacja 3. segmentów anteny powoduje brak unikania niskich temperatur6. Ostatnio zidentyfikowano białko TRPP Brivido (Brv)10. Ponieważ Brv ulega ekspresji w 3. segmencie anteny i pośredniczy w wykrywaniu zimna, Brv jest możliwą cząsteczką wykrywającą zimno, która ma kluczowe znaczenie dla zachowania preferencji temperatury. Podsumowując, muchy używają tych dwóch czujników temperatury, aby uniknąć ciepłych i niskich temperatur oraz znaleźć preferowaną temperaturę.
Podczas gdy ssaki wytwarzają ciepło, aby regulować temperaturę swojego ciała, ektotermy zazwyczaj dostosowują temperaturę swojego ciała do temperatury otoczenia11. Wiadomo, że niektóre ektotermy wykazują codzienne zachowanie TPR, które uważa się za strategię dla ektotermów w celu regulacji ich BTR12. Aby ustalić, czy muchy wykazywały TPR, powtórzyliśmy analizę behawioralną preferencji temperatury w różnych momentach w ciągu 24 godzin. Odkryliśmy, że Drosophila wykazuje dzienny TPR, który jest niski rano i wysoki wieczorem i podąża za wzorcem podobnym do BTR u ludzi13.
U Drosophila w mózgu znajduje się ~150 neuronów zegarowych. Neurony zegarowe, które regulują aktywność lokomotoryczną, nazywane są oscylatorami M i E. Jednak, co ciekawe, oscylatory M i E nie regulują TPR, zamiast tego wykazaliśmy, że neurony zegara DN2 w mózgu regulują TPR, ale nie aktywność lokomotoryczną. Dane te wskazują, że TPR jest regulowany niezależnie od aktywności lokomotorycznej. Warto zauważyć, że BTR ssaków jest również regulowany niezależnie od aktywności lokomotorycznej. Badania ablacji na szczurach pokazują, że BTR jest kontrolowany przez specyficzne neurony SCN, które celują w inny podzbiór neuronów strefy podkomorowej niż te, które kontrolują aktywność lokomotoryczną14. Dlatego nasze dane rozważają możliwość, że BTR ssaków i TPR muchy są ewolucyjnie konserwatywne3, ponieważ zarówno TPR much, jak i BTR ssaków wykazują rytmy temperaturowe zależne od zegara okołodobowego, które są regulowane niezależnie od aktywności lokomotorycznej.
Tutaj opisujemy szczegóły analizy testu behawioralnego TPR u Drosophila. Metoda ta pozwala na zbadanie nie tylko mechanizmu molekularnego i obwodów neuronalnych TPR, ale także tego, w jaki sposób mózg integruje różne sygnały środowiskowe i wewnętrzne zegary biologiczne.