수유는 초파리 암컷의 성페로몬 매력과 구애를 조절합니다

Scientific Reports 5권, 기사 번호: 13132(2015) 이 기사 인용

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Drosophila melanogaster에서 남성이 생성한 성 페로몬 cis-vaccenyl Acetate(cVA)에 대한 성별별 행동 반응은 성적으로 이형적인 3차 신경 회로에 의존합니다. 우리는 암컷 파리의 영양 상태가 1차 후각 뉴런의 cVA 인식을 조절한다는 것을 보여줍니다. 남녀 모두 기아가 증가하고 먹이를 먹으면 음식 냄새에 대한 매력이 감소합니다. 그러나 음식 냄새에 cVA를 첨가하면 먹이를 먹은 암컷에서는 매력이 유지되지만 수컷에게는 효과가 없습니다. 먹이를 먹은 암컷의 cVA에 대한 민감도 및 행동 반응의 상향 조절은 수컷 구애에 대한 수용성의 강력한 증가와 병행됩니다. 곤충 뇌의 후각 중심인 더듬이 엽(AL)의 기능적 영상은 DA1 및 VM2 사구체에 대한 후각 입력도 기아에 의해 조절된다는 것을 보여줍니다. DA1 사구체에 수렴하는 뉴런의 인슐린 수용체를 무너뜨리는 것은 인슐린 신호 전달이 AL의 페로몬 인식을 부분적으로 제어하고 초파리 암컷의 영양 상태 및 성적 수용성에 따라 cVA 매력을 조정한다는 것을 의미합니다.

"동물의 보존은 먹이를 찾고 번식하는 능력에 달려 있으며, 이러한 실용적인 목적을 위해서는 후각이 중요합니다."(Titus Lucretius Carus, De Rerum Natura)

음식 섭취는 동물의 유성 생식에 필수적인 구성 요소이므로 음식과 짝을 찾는 것과 이를 암호화하는 감각 단서를 조화시켜야 합니다. 곤충은 교미 전 의사소통을 위해 성페로몬을 사용합니다. 성페로몬은 단독으로 감지되지 않고 서식지 및 음식 신호와 혼합되어 행동 활동을 향상시킵니다1,2. 이 두 가지 유형의 화학감각 단서의 통합을 뒷받침하는 신경 회로는 성적 및 자연 선택의 표적이므로 생식 격리 및 종분화에 두드러집니다3,4.

초파리 Drosophila melanogaster는 부패하고 발효되는 과일에 모여 짝짓기를 합니다5,6. 과일에서 자라는 효모는 성충과 유충 식단의 필수적인 부분으로 작용하며 이에 따라 파리는 발효 대사산물에 유인됩니다. 짝짓기 동안 수컷은 휘발성 성 페로몬 시스-바세닐 아세테이트(cVA)를 방출하는데, 이는 암컷의 수용성을 증가시키고10 집합 페로몬으로 기능합니다. 이는 음식 냄새에 대한 수컷과 암컷의 매력을 향상시키기 때문입니다11,12. 음식에서 나오는 냄새는 또한 그 자체로 최음제 역할을 하며 남성 구애를 촉진합니다. 이는 초파리의 페로몬과 음식 냄새 전달 사이의 상호 연결을 더욱 강조합니다.

남성 구애에 대한 여성의 수용성은 cVA15에 반응하는 이중성 뉴런에 의해 조절됩니다. 반면에 남성 구애는 주로 무익한(fru) 전사 인자에 의해 결정됩니다. 여성과 남성은 공유된 1차 후각 뉴런을 통해 후각 신호를 인식하는 반면, 성 페로몬15,19,20,21 및 음식 냄새13에 대한 반응의 성별별 차이는 3차 후각 뉴런에서 뚜렷이 나타나며, 그 중 일부는 두 유형 모두에 광범위하게 반응합니다. 냄새21. 그러나 음식 냄새가 페로몬에 대한 반응을 어떻게 조절하는지는 아직 알려지지 않았습니다.

곤충과 기타 동물은 짝짓기 및 영양 상태에 따라 성적 행동을 조정합니다. 따라서 성별 및 음식 신호에 대한 감각 및 행동 반응은 동시 변조하에 있습니다22,23,24,25. Or67d(및 DA1 사구체)를 통한 cVA의 급성 인식은 Drosophila10에서 여성의 성적 수용성을 향상시키는 반면, Or65a(DL3)를 통한 만성 노출 및 인식은 남녀 모두에서 cVA의 혐오 효과를 중재합니다. 흥미롭게도, 영양 상태에 따라 인슐린에 의해 조절되고 음식 유인을 조절하는 짧은 신경펩티드 F(sNPF)는 이러한 cVA 반응성 DA1 및 DL3 사구체에서 강력하게 발현됩니다.