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Drosophile étude identifie circuit du cerveau qui entraîne des cycles de repos journalier, l'activité

Posted by: admin 10-21 Drosophile étude identifie circuit du cerveau qui entraîne des cycles de repos journalier, l'activité

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Amita Sehgal, PhD, professeur de neurosciences à l'Ecole Perelman de médecine, Université de Pennsylvanie, décrit dans la cellule d'un circuit dans le cerveau des mouches des fruits qui contrôle leur comportement rythmique de repos quotidien et l'activité. La nouvelle étude a également révélé que la version de la mouche de la protéine du cerveau humain connu comme facteur de libération de corticotrophine (CRF) est une molécule de coordination important dans ce circuit. Fly CRF, appelée DH44, est nécessaire pour cycles repos / activité et est produite dans des cellules qui reçoivent entrée à partir des cellules d'horloge dans le cerveau de la mouche. Chez les mammifères, le CRF est sécrétée rythmiquement et il entraîne l'expression de glucocorticoïdes comme le cortisol et est associée avec le stress et l'anxiété.

Drosophile étude identifie circuit du cerveau qui entraîne des cycles de repos journalier, l'activité

Cette image montre un modèle du circuit de sortie pour les rythmes circadiens de l'appareil locomoteur. Un hémisphère du cerveau est représentée à la mouche. Le circuit se étend à partir des cellules maître de stimulateur cardiaque appelée S-LNvs (rouge), par le biais d'autres cellules appelées DN1s (orange), et sur différents types de cellules de pars (bleu), qui modulent rythmes locomoteurs par la libération de la DH44 molécule.

Crédit: Daniel Cavanaugh, Perelman School of Medicine, Université de Pennsylvanie

Les modèles animaux comme des mouches aident à combler les lacunes dans les connaissances actuelles sur la façon dont le cerveau fonctionne, note Sehgal. En effet, dit-elle, la recherche sur le cerveau grâce à l'avancement innovante neurotechnologies (cerveau), l'initiative, un projet des Instituts nationaux de la santé, comprend l'étude de modèles animaux simples, qui devraient donner un aperçu plus détaillé de la fonction cérébrale.

Bien que l'on connaît bien les composants cellulaires et moléculaires de l'horloge, les liens qui unissent les cellules d'horloge comportements manifestes, tels que le comportement activité / repos, ne ont pas été identifiés. «Cette étude est essentiellement une expérience carte-de-la-circuit», explique Sehgal, qui est aussi un enquêteur avec le Howard Hughes Medical Institute (HHMI). Comme les humains, les mouches sont actives pendant la journée - marche, voler, l'alimentation et l'accouplement - et passent le plus clair de la nuit endormi.

"Nous avons effectué un écran pour les neurones circadien pertinents dans le cerveau de la mouche et a constaté que les cellules de la pars intercerebralis - la version la mouche de l'hypothalamus de mammifères - comprennent une composante importante de la voie de sortie circadien pour le repos / activité rythmes chez les mouches, », explique Sehgal. L'hypothalamus de mammifères est une structure neuroendocrine qui régule le sommeil, les rythmes circadiens, l'alimentation et le métabolisme.

L'équipe Penn a fait un ciblage aléatoire des cellules, l'activation de la décharge neuronale avec un transgène conçu à cet effet, pour voir lequel les cellules sont importantes dans le reste / comportement actif. Ils ont constaté que les cellules de la pars intercerebralis (PI) sont essentiels pour le comportement rythmique, et les cellules PI sont connectées aux cellules d'horloge à travers un circuit d'au moins deux synapses.

Profilage moléculaire des cellules PI identifié la version volée de DH44 comme une molécule circadien qui est spécifiquement exprimé par les neurones de PI et nécessaire pour les rythmes de repos / d'activité normales chez les mouches. Et, lorsque les scientifiques activées ou retirées seulement six cellules PI positif pour DH44 sélective, les cycles d'activité de la mouche est devenue irrégulière. En d'autres termes, les mouches ne se limite plus leur sommeil à l'obscurité et leur activité à la lumière, mais ont montré une distribution plus aléatoire de ces comportements

Les co-auteurs sont Daniel J. Cavanaugh, Jill D. Geratowski, Julian RA Wooltorton, Jennifer M. Spaethling, Xiangzhong Zheng, et James H. Eberwine, tous de Penn, et Clare E. Hector et Erik C. Johnson, de l'Université Wake Forest.

Cette recherche que financé en partie par l'Institut national des troubles neurologiques et des maladies (2R01NS048471) et HHMI.