Publicação
Integration of sleep and social behavior in drosophila melanogaster
| Resumo: | É ainda pouco claro como o cérebro decide entre necessidades incompatíveis. Uma possível abordagem a esta questão, considerando que o sono é incompatível com virtualmente qualquer outro comportamento, passa por explorar a tomada de decisão que leva um animal a dormir ou a responder a outras necessidades críticas. Neste trabalho investigamos como é que dois comportamentos fundamentais, o sono e o cortejamento, são integrados numa resposta coordenada. Demonstramos que os machos Drosophila suprimem o sono em favor do cortejamento quando o seu drive sexual é elevado e uma fêmea está presente, indicando que o balanço entre o drive do sono e o drive sexual determina o comportamento do macho. Descrevemos os neurónios MS1 (Male Specific 1), que estão envolvidos especificamente na regulação do sono do macho: a ativação dos neurónios MS1 induz uma redução significativa do sono especificamente nos machos, enquanto que o seu silenciamento bloqueia a supressão do sono induzida pela fêmea. Demonstramos ainda que a supressão do sono induzida pelos neurónios MS1 é mediada pela octopamina, um ortólogo da noradrenalina dos mamíferos. Interessantemente, apesar da sua regulação dimórfica do sono, descobrimos que os neurónios MS1 não expressam o fator de transcrição FruitlessM (FRUM), específico dos machos e que é necessário ao seu comportamento de cortejamento. Em vez disso, os neurónios MS1 formam um circuito sexualmente dimórfico com os neurónios FRU. Os nossos resultados sugerem que os neurónios MS1 e FRU estabelecem um circuito bidirecional em que os neurónios MS1 recebem inputs de neurónios FRU e, por sua vez, estimulam a atividade de vários grupos FRU de forma a promoverem um estado de alerta que permite ao macho suprimir o sono para cortejar a fêmea. Recentemente, descobrimos um segundo driver, MS2-Gal4, também associado com a regulação do sono do macho. A ativação dos neurónios MS2 suprime o sono nos machos, enquanto que a sua inibição impede a supressão do sono induzida pela fêmea. Descobrimos que um pequeno grupo de neurónios MS2 expressa o gene fru e se localiza na região mAL, uma região do cérebro envolvida na regulação dos neurónios P1. A ativação de uma subpopulação dos neurónios mAL suprime o sono em machos, enquanto que o seu bloqueio previne a redução do sono observada na presença de fêmeas. A investigação sobre o papel dos neurónios MS2 no sono dos machos e sobre a sua interação com os neurónios MS1 e P1 seria relevante para detalhar o nosso conhecimento sobre os mecanismos neuronais que coordenam o conflito entre sono e cortejamento. |
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| Autores principais: | Machado, Daniel Rodrigues |
| Assunto: | Ciências Médicas::Ciências da Saúde |
| Ano: | 2019 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | tese de doutoramento |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | É ainda pouco claro como o cérebro decide entre necessidades incompatíveis. Uma possível abordagem a esta questão, considerando que o sono é incompatível com virtualmente qualquer outro comportamento, passa por explorar a tomada de decisão que leva um animal a dormir ou a responder a outras necessidades críticas. Neste trabalho investigamos como é que dois comportamentos fundamentais, o sono e o cortejamento, são integrados numa resposta coordenada. Demonstramos que os machos Drosophila suprimem o sono em favor do cortejamento quando o seu drive sexual é elevado e uma fêmea está presente, indicando que o balanço entre o drive do sono e o drive sexual determina o comportamento do macho. Descrevemos os neurónios MS1 (Male Specific 1), que estão envolvidos especificamente na regulação do sono do macho: a ativação dos neurónios MS1 induz uma redução significativa do sono especificamente nos machos, enquanto que o seu silenciamento bloqueia a supressão do sono induzida pela fêmea. Demonstramos ainda que a supressão do sono induzida pelos neurónios MS1 é mediada pela octopamina, um ortólogo da noradrenalina dos mamíferos. Interessantemente, apesar da sua regulação dimórfica do sono, descobrimos que os neurónios MS1 não expressam o fator de transcrição FruitlessM (FRUM), específico dos machos e que é necessário ao seu comportamento de cortejamento. Em vez disso, os neurónios MS1 formam um circuito sexualmente dimórfico com os neurónios FRU. Os nossos resultados sugerem que os neurónios MS1 e FRU estabelecem um circuito bidirecional em que os neurónios MS1 recebem inputs de neurónios FRU e, por sua vez, estimulam a atividade de vários grupos FRU de forma a promoverem um estado de alerta que permite ao macho suprimir o sono para cortejar a fêmea. Recentemente, descobrimos um segundo driver, MS2-Gal4, também associado com a regulação do sono do macho. A ativação dos neurónios MS2 suprime o sono nos machos, enquanto que a sua inibição impede a supressão do sono induzida pela fêmea. Descobrimos que um pequeno grupo de neurónios MS2 expressa o gene fru e se localiza na região mAL, uma região do cérebro envolvida na regulação dos neurónios P1. A ativação de uma subpopulação dos neurónios mAL suprime o sono em machos, enquanto que o seu bloqueio previne a redução do sono observada na presença de fêmeas. A investigação sobre o papel dos neurónios MS2 no sono dos machos e sobre a sua interação com os neurónios MS1 e P1 seria relevante para detalhar o nosso conhecimento sobre os mecanismos neuronais que coordenam o conflito entre sono e cortejamento. |
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