PNAS：“嗜酒者”果蝇选择合适浓度酒精产卵

在12月9日的PNAS杂志上发表的一项最新研究中，科学家们发现了能帮助果蝇选择酒精浓度最合适的地方进行产卵的神经机制——两种不同的神经元簇相互竞争，能够增强或抑制果蝇的这种产卵选择行为。

　　

生物通报道：有研究表明，果蝇会将酒精强行注入幼虫体内来抵御它们的天敌——寄生黄蜂。常见的果蝇（黑腹果蝇）已经逐渐适应并能消化食物中所含的酒精，比如那些熟透发酵的水果。通过消化大量的高浓度酒精，果蝇幼虫能够有效地抵御寄生蜂的侵袭。对于没有抗体的寄生蜂来说，果蝇幼虫体内的高浓度酒精很容易置其于死地。因此，果蝇为了防止自己的幼虫被寄生蜂感染，它们通常将产卵的地点选在含有酒精的食物周围。不仅如此，果蝇竟然还能准确地知道，到底多少酒精会对他们的幼虫有好处。

生活在含有一定酒精浓度的食物周围的果蝇幼虫，会成长为大量的健康成蝇，因此，果蝇会被厨房中的腐烂水果或空啤酒瓶吸引，但却不是伏特加酒或杜松子酒。这其中有什么奥秘呢？目前，科学家们发现了可让果蝇选择最佳地点产卵的神经机制。这项研究结果发表在12月9日的PNAS杂志上。

由霍华德休斯医学研究所的农场研究校园的分子生物学家Ulrike Heberlein带领的研究团队发现，两种神经元簇，以相反的方向发挥作用，能帮助果蝇选择酒精浓度最合适的地方，在那里产卵。神经元都会释放神经递质多巴胺，这是大脑奖赏回路的关键因子。PAM和PPM3神经元簇，促使果蝇寻找酒精，而PPL1神经元则启动刹车系统，阻止果蝇在含有较高浓度酒精的食物上产卵，因为这能够伤害它们的幼虫。

Heberlein说：“果蝇能够区分浓度非常接近的酒精——比如3% 和5%，因此它们的系统已经进化为具有很大的敏感性。”它们最喜欢的酒精强度是5%，类似于一种啤酒的度数。

有益的记忆
Heberlein团队也追踪了与特定大脑区域酒精偏好有关的神经元。亲酒精的PAM和抗酒精的PPL1神经元，在蕈形体中都很活跃，而亲酒精的PPM3神经元，在椭球体中表现活跃。这两个大脑结构参与决策和记忆功能，蕈形体神经元也在酒精奖赏记忆中起作用。

Heberlein说：“这是在更复杂的学习和记忆任务中，指示奖赏或惩罚信号的一些相同的神经元。利用这个难以置信的简单的产卵选择试验，我们更广泛地映射奖赏回路的进程，会非常的快。”

加拿大女王大学的分子生物学家William Bendena称，这项工作是一个令人兴奋的“特殊的神经回路如何被解剖来解释行为”的例子。今年早期报道的一项研究，采用相同的技术，映射了促进果蝇攻击性的多巴胺神经元。

这些有竞争性的神经元组，不仅在昆虫，也在人类，对于研究“成瘾如何能推翻理性的决定”非常有用。Bendena 称：“多巴胺是奖赏动机的一个关键成分，它与很多类型的成瘾有关。这项工作已经开始梳理两个相对的电路，可望有一天会发现成瘾干预的药物新靶标。（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
Competing dopamine neurons drive oviposition choice for ethanol in Drosophila
Abstract：The neural circuits that mediate behavioral choice evaluate and integrate information from the environment with internal demands and then initiate a behavioral response. Even circuits that support simple decisions remain poorly understood. In Drosophila melanogaster, oviposition on a substrate containing ethanol enhances fitness; however, little is known about the neural mechanisms mediating this important choice behavior. Here, we characterize the neural modulation of this simple choice and show that distinct subsets of dopaminergic neurons compete to either enhance or inhibit egg-laying preference for ethanol-containing food. Moreover, activity in α′β′ neurons of the mushroom body and a subset of ellipsoid body ring neurons (R2) is required for this choice. We propose a model where competing dopaminergic systems modulate oviposition preference to adjust to changes in natural oviposition substrates.