Activación de las neuronas ppk+ tras el apareamiento y su rol en la regulación de la actividad locomotora en Drosophila melanogaster

Abstract

Las hembras de Drosophila sufren cambios en el comportamiento luego del aparea-miento. Al conjunto de estos cambios se los llama respuestas de post-cópula (PMR post-mating responses). Recientemente datos de nuestro laboratorio muestran que las hembras apareadas pierden la capacidad de anticipar las transiciones noche-día. Esta respuesta de post-cópula se encuentra mediada por la acción del SP (péptido sexual) en las neuronas ppk+, ya que reducir la expresión del SPR (receptor del péptido sexual) en estas neuronas, restablece la capacidad de anticipar la transición noche-día en hembras apareadas. La actividad anticipatoria de la mañana, es un comportamiento regulado por el reloj cir-cadiano. Las neuronas laterales ventrales pequeñas (s-LNv), también conocidas por ex-presar el neuropéptido PDF (LNvs), son las encargadas de regular el pico de actividad de la mañana. Resultados de nuestro laboratorio muestran que las neuronas ppk+ establecen contactos post-sinápticos con las neuronas pdf+. En el presente trabajo se analizó el rol de la actividad de las neuronas ppk+ en la regula-ción de dos respuestas de post-cópula como son la anticipación de la mañana y la pérdida de sueño diurno. Para ello, implementamos dos técnicas de modulación de la actividad neuronal; una crónica a lo largo de todo el desarrollo y la otra aguda, que permite controlar de manera reversible y adulto-especifica la actividad neuronal. Los resultados obtenidos muestran que el silenciamiento de las neuronas ppk+ en hembras apareadas recupera la anticipación de la mañana, mientras que su activación en hembras vírgenes aumenta la actividad general de las moscas eliminando su capacidad de anticipar la mañana. Con respecto a la modulación del sueño diurno observamos que el silenciamiento de las neu-ronas ppk+ no produjo ningún cambio significativo en hembras apareadas, mientras que la activación de las neuronas ppk+ en hembras vírgenes generó una pérdida de sueño diurno equivalente al que normalmente se observa en hembras apareadas. Finalmente, con el objetivo de identificar la naturaleza neuroquímica de las neuronas ppk+, realiza-mos un screen utilizando interferencias de RNA para distintos neurotransmisores, lo que nos permitió identificar la naturaleza colinérgica de las neuronas ppk+, y su relevancia en la disminución del sueño diurno en hembras apareadas, fortaleciendo la idea de una co-nexión funcional entre las neuronas encargadas de transmitir el estado de apareamiento y el reloj circadiano.

After mating, the physiology and the behavior of Drosophila fameles undergoes several important changes; these changes are known as post-mating responses (PMR). Recently, data from our laboratory shows that mated females lose their ability to anticipate the night-day transition. This post-mating response is mediated by the action of SP (sex pep-tide) in ppk+ neurons, because reducing the expression of sex peptide receptor (SPR) in these neurons restores the ability to anticipate the night-day transition in mated females. Morning anticipation is a feature regulated by the circadian clock. Pigment-dispersing factor (PDF)-positive ventral lateral neurons (sLNv) play a central role regulating the morning activity peak. Results from our laboratory show that the ppk+ neurons establish post-synaptic contacts with the pdf+ neurons (LNvs). In the present work we analyze the role of the activity of ppk+ neurons in the regulation of morning anticipation and day time sleep in mated females. We implemented two tech-niques to modulate neuronal activity; one chronic throughout development and the other one acute, which allows reversible and adult-specific control of neuronal activity. The results obtained show that the silencing of ppk+ neurons in mated females recovers mor-ning anticipation, while its activation in virgin females increases the general activity of the flies, suppressing their ability to anticipate. Regarding the modulation of diurnal sleep, we observed that the silencing of ppk+ neurons did not produce any significant change in mated females, while the activation of ppk+ in virgin females generated a loos of daytime sleep equivalent to that normally observed in mated females. Finally, in order to identify the neurochemical nature of ppk+ neurons, we performed a screen using RNA interfe-rence for different neurotransmitters which allowed us to identify the cholinergic nature of ppk+ neurons and their relevance in the control of day time sleep in mated females, strengthening the idea of a functional connection between neurons responsible for trans-mitting the state of mating and the circadian clock.