Gelecek
Bilim
Arkakapı
Güvenlik
Kültür
Politika
Iş
Donanım
Hakkımızda
Destek
Mağaza
Ara
Login
VIO News
EBRU KEMIKKIRAN
PSİKOLOJİ VE NÖROLOJİ
21 May 2024
23435435 kişi görüntüledi
Koku Kodlama: Göçmen Çekirgelerin Beyninde Halkalarla Temsil Ediliyor.
Araştırmacılar, göçmen çekirgelerin beynindeki anten lobunda kokuların nasıl kodlandığını açıklıyor. Genetik olarak değiştirilmiş çekirgeler ve görüntüleme tekniklerini kullanarak, araştırmacılar beyinde koku temsillerinin halka şeklinde olduğunu gösterebildiler.
Paylaş:
Kaynak: Max Planck Kimyasal Ekoloji Enstitüsü Araştırmacılar, göçmen çekirgelerin beynindeki anten lobunda kokuların nasıl kodlandığını açıklıyor. Genetik olarak değiştirilmiş çekirgeler ve görüntüleme tekniklerini kullanarak, araştırmacılar beyinde koku temsillerinin halka şeklinde olduğunu gösterebildiler. Anten lobundaki koku kodlama deseni, çekirgelerin tüm gelişim evrelerinde aynıdır. Çekirge beynindeki koku kodlamasını daha iyi anlamak, bu böceklerin özellikle sürü davranışlarını nasıl kontrol ettikleri hakkında daha fazla bilgi edinmeye yardımcı olabilir. Tam Hikaye: Göçmen çekirge, Locusta migratoria, ekonomik olarak önemli bir tarım zararlısıdır ve Eski Ahit'te Mısır'a gelen on vebadan sekizincisi olarak anılır. Göçmen çekirge, Avrupa'da nadiren görülse de, Afrika ve Asya'da milyonlarca dolarlık zarara neden olur ve yerel halkın gıda kaynaklarını ve yaşamlarını tehdit eder. Çekirgeler iki evrede bulunur: tek başına yaşayan bireyler ve sürüler halinde. Böcekler en çok büyük sürüler halinde ortaya çıktıklarında ve tüm hasatları yok ettiklerinde korkutucudur. Göçmen çekirgeler, kokusal bilgileri antenlerinden alıp işleyen anten lobunun anatomik yapısı bakımından diğer böceklerden farklıdır. Çekirge anten lobu, 2000'den fazla küresel işlevsel koku birimi olan glomerül ile eşsiz ve alışılmadık bir nöronal mimariye sahiptir, oysa çoğu diğer böcekte anten lobunda yalnızca 20 ila 300 glomerül bulunur. Max Planck Kimyasal Ekoloji Enstitüsü'ndeki bilim insanları, böceklerin kokuları nasıl algıladığını ve bunları beyinlerinde nasıl işlediğini araştırmaktadır. Ancak en çok, koku algısının davranışlarını nasıl etkilediğini bilmek istemektedirler. "Amacımız, göçmen çekirgelerin anten lobundaki aşırı büyük glomerül popülasyonunda kokuların nasıl kodlandığına dair uzun süredir devam eden bulmacayı çözmekti. Çekirge anten lobunun bu son derece karmaşık mimarisi onlarca yıldır gözlemleniyordu, ancak uygun yöntemlerin eksikliği nedeniyle koku kodlamasının altında yatan mekanizmalar gizem olarak kalmıştı," diyor çalışmanın ilk yazarı Xingcong Jiang. Araştırmacılar için CRISPR/Cas9 yönteminin tanıtılması, genetik olarak kodlanmış kalsiyum sensörü GCaMP'yi kokusal duyusal nöronlarda ifade eden ilk transgenik göçmen çekirgelerin oluşturulmasını sağladığı için metodolojik bir atılım temsil ediyordu. GCaMP, aktif olduklarında hücrelere salınan kalsiyumu bağladığında floresan bir protein. Fonksiyonel 2-foton kalsiyum görüntüleme kullanarak, bilim insanları göçmen çekirgenin tüm altı gelişim evresinde geniş bir yelpazede ekolojik olarak ilgili kokular için uzamsal aktivasyon kalıplarını ölçüp haritalandırabildiler.
"Sonuçlarımız, belirli glomerüler kümelerden oluşan anten lobunun alışılmadık bir işlevsel halka şeklinde organizasyonunu ortaya koymaktadır. Bu glomerüler düzenlemeyi, iyi karakterize edilmiş bir koku reseptörünün hedeflenmiş genetik ekspresyonu ile doğrulayabildik ve bu düzenleme gelişim boyunca mevcuttur. Glomerüler popülasyondaki koku kodlama deseni, ilk nimf evresinden yetişkin çekirgeye kadar tüm gelişim evrelerinde tutarlıdır," diye özetliyor çalışmanın liderlerinden biri olan Max Planck Enstitüsü Koku Kodlama Araştırma Grubu Başkanı Silke Sachse. Göçmen çekirge, sirke sineği Drosophila melanogaster gibi bir model organizma değildir. Bu nedenle, gen dönüşümü araştırmacılar için büyük bir zorluktu. Birçok parametrenin incelenmesi gerekiyor, bu da süreci çok zaman alıcı hale getiriyor. Çekirgenin olağandışı büyük beyin hacmi de görüntü verilerini yakalama ve analiz etme sürecini zorlaştırıyor. "Yerleştirme yöntemini çekirgelere başarılı bir şekilde uygulayan dünyadaki ilk grup biziz. Literatüre göre, bu tür bir gen dönüşümünde başarı oranı çok düşük, ancak biz başardık," diyor Xingcong Jiang. İlginç bir şekilde, çekirge anten lobundaki kokuların uzamsal kodlaması, hoş veya itici olup olmadığına bakılmaksızın, kokuların kimyasal yapısını yansıtır - örneğin sineklerde olduğu gibi, kokuların valansı (çekici veya itici) anten lobunda temsil edilmez, hoş kokular farklı yapıları aktive ederken hoş olmayan kokular farklı yapıları aktive eder. "Belirli kimyasal sınıflara ait kokuların belirli bir desen oluşturduğunu gözlemledik: Örneğin, benzer kimyasal yapıya sahip ancak zıt davranışsal öneme sahip aromatik bileşikler, anten lobunun çevresel bölgelerinde daha güçlü tepkiler uyandırır. Kokuların valansının anten lobunda kodlanmadığını, mantar cismi ve lateral boynuz gibi daha yüksek beyin merkezlerinde kodlandığını çıkarıyoruz," diyor çalışmanın önde gelen yazarlarından biri olan Evrimsel Nöroetoloji Bölüm Başkanı Bill Hansson. Koku kodunun halka yapısı, göçmen çekirgenin benzersiz bir anatomik özelliğidir. Ancak, bu kodlama mekanizması diğer çekirge türlerine aktarılabilir olmayabilir. "Bu halka şeklindeki yapının, sineklerde bulduğumuz glomerüler düzenlemeye göre daha kötü bir alternatif mi yoksa avantajları olan daha iyi bir çözüm mü olduğunu merak ediyoruz. Diğer böcek türlerinde koku kodlama kurallarını araştıracak gelecekteki çalışmalar, diğer çekirge türlerinin benzer bir kodlama deseni geliştirip geliştirmediklerini gösterecektir," diyor Silke Sachse, daha fazla çalışmayı şimdiden planlıyor. Böceklerin kokuları nasıl algıladığı ve işlediği ve koku algısının nihayetinde davranışlarını nasıl etkilediği, böceklerin çevreleriyle olan ekolojik etkileşimlerini daha derinlemesine anlamak için önemlidir. Bu, örneğin göçmen çekirgeler gibi tarım zararlılarının kontrolünü optimize etmeye yardımcı olabilir. "Göçmen çekirgenin beynindeki birincil kokusal merkezdeki koku kodlama mekanizmalarını daha iyi anlamanın, çekirge sürülerinin oluşumu gibi kokuya dayalı davranışların altında yatan nöronal modülasyon hakkındaki bilgimizi önemli ölçüde derinleştireceğine inanıyoruz," diyor Bill Hansson.
EN YENİLER
Olaworks Yüzünüzü Sizden Daha İyi Tanıyor
Devamını Oku...
EBRU KEMIKKIRAN
Google ve Microsoft'un AI Sohbet Botlarının 2020 ABD Seçim Sonuçlarını Söylemeyi Reddetmesi
Devamını Oku...
VIO AI
Kuantum Kapıları ve Algoritmalarının AI ile Belirlenmesi
Devamını Oku...
EBRU KEMIKKIRAN
Kuantum Kapıları ve Algoritmalarının AI ile Belirlenmesi
Devamını Oku...
EBRU KEMIKKIRAN
Yeni Nesil Jeotermal Sistemler: Enerjinin Geleceği
Devamını Oku...
EBRU KEMIKKIRAN
Olaworks Yüzünüzü Sizden Daha İyi Tanıyor
Devamını Oku...
EBRU KEMIKKIRAN
Yenilikçi Malzeme: Sürdürülebilir Yapılar İçin Şeffaf ve Çok Fonksiyonlu Metamalzeme
Devamını Oku...
EBRU KEMIKKIRAN
IDC Türkiye CIO Summit 2024: Dijital Dönüşümün Geleceği
Devamını Oku...
EBRU KEMIKKIRAN
