食物を求める行動のセロトニントランスポーター依存性の変調

Serotonin transporter dependent modulation of food-seeking behavior.

• Jianzheng He
• Franziska Hommen
• Nina Lauer
• Sophia Balmert
• Henrike Scholz

抄録

嗅覚経路は、正しい行動反応を生成するために必要な嗅覚情報を統合する。本研究では、セロトニントランスポーターを用いてセロトニントランスポーターのシグナル伝達を選択的に変化させ、その結果を分析した。変異したセロトニントランスポーターを発現させると、嗅覚に特異的な方法で嗅覚の誘引力が選択的に変化した。その結果、嗅覚誘引の変化は、行動抑制を媒介するより上流のセロトニン作動性機構の影響を受けなかった。CSDニューロンにおける変異型セロトニントランスポーターの発現は、嗅覚学習・記憶や食物消費など、食物を求めることに関連する他の行動に影響を与えなかった。セロトニントランスポーター機能による誘引の変化は、セロトニンシグナルの増加と異なるセロトニン受容体によって達成される可能性があるという証拠を提供する。5-HT1B受容体は低濃度の酢酸への誘引を正に制御し、高濃度の酢酸への誘引を負に制御した。対照的に、5-HT1Aおよび5-HT2A受容体は、高濃度の酢酸に対するプロジェクションニューロンの引き寄せをネガティブに制御した。これらの結果は、2つのセロトニン作動性ニューロンにおけるセロトニンシグナル伝達が、食物を求める際の主要な嗅覚物質に対する行動反応をどのように選択的に制御しているかについての洞察を提供している。

The olfactory pathway integrates the odor information required to generate correct behavioral responses. To address how changes of serotonin signaling in two contralaterally projecting, serotonin-immunoreactive deutocerebral neurons impacts key odorant attraction in Drosophila melanogaster, we selectively alter serotonin signaling using the serotonin transporter with mutated serotonin binding sites in these neurons and analyzed the consequence on odorant-guided food seeking. The expression of the mutated serotonin transporter selectively changed the odorant attraction in an odorant-specific manner. The shift in attraction was not influenced by more up-stream serotonergic mechanisms mediating behavioral inhibition. The expression of the mutated serotonin transporter in CSD neurons did not influence other behaviors associated with food seeking such as olfactory learning and memory or food consumption. We provide evidence that the change in the attraction by serotonin transporter function might be achieved by increased serotonin signaling and by different serotonin receptors. The 5-HT1B receptor positively regulated the attraction to low and negatively regulated the attraction to high concentrations of acetic acid. In contrast, 5-HT1A and 5-HT2A receptors negatively regulated the attraction in projection neurons to high acetic acid concentrations. These results provide insights into how serotonin signaling in two serotonergic neurons selectively regulates the behavioral response to key odorants during food seeking.