果蠅在飢餓或飽食時對同一氣味有不同行為反應-2

上一篇介紹果蠅幼蟲正常時會遠離geranyl acetate(GA)，但飢餓狀態的幼蟲反而會靠近GA，產生相反的偏好行為。果蠅成蟲(以下稱為果蠅)也會在飢餓或飽足時對氣味產生不同的反應，本篇將介紹果蠅對水果醋的不同喜好程度，以及其背後的調控機制。

果蠅以生長於水果上的酵母菌為食，發酵的水果則是有大量酵母菌的地點，發酵的水果會散發水果醋的味道，因此果蠅會受到水果醋的吸引，正常情況下果蠅會優先尋找水果醋氣味濃度適中的水果而忽略氣味濃度過高或過低的，氣味濃度低表示水果發酵程度還不夠，酵母菌的數量尚不夠多，氣味濃度高表示水果已經重度發酵，會包含對果蠅有害的物質，但果蠅處於飢餓狀態時則是無論水果醋氣味濃度高低，均會靠近氣味來源。

研究人員發現，造成這個現象的調控機制如下，首先果蠅體內營養不充足時，其循環系統胰島素濃度下降，此時果蠅嗅小球DM1與DM5的活性發生變化，DM1中Or42b嗅神經會增加sNPFR的表達量，促使Or42b突觸活性增加，釋放更多神經傳導物質刺激下游神經，DM1活性增加會使果蠅受到更低濃度水果醋來源的吸引，相對的，DM5中Or85a嗅神經會增加DTKR的表達量，促使Or85a受到local neuron更強的抑制，DM5活性減少會使果蠅受到高濃度水果醋來源的吸引，兩者作用結合之下，果蠅在飢餓時會更容易被高濃度與低濃度的水果醋吸引。

這份研究並沒有往DM1與DM5下游尋找神經傳導路徑或有無其他調控機制，但結合上篇研究果蠅幼蟲的結果，我們可以猜測調控兩嗅小球活性的local neuron可能不只有一條，且決定氣味好惡的腦區可能是lateral horn。

撰文：張誌元

參考資料：

Kang I Ko, Cory M Root, Scott A Lindsay, Orel A Zaninovich, Andrew K Shepherd, Steven A Wasserman, Susy M Kim, Jing W Wang (2015) Starvation promotes concerted modulation of appetitive olfactory behavior via parallel neuromodulatory circuits eLife 4:e08298