Научная статья на тему 'Влияние соотношения изоформ limk1 на поведение ухаживания Drosophila melanogaster: комплексный подход'

Влияние соотношения изоформ limk1 на поведение ухаживания Drosophila melanogaster: комплексный подход Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
255
57
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Экологическая генетика
Scopus
ВАК
RSCI
Ключевые слова
ПОВЕДЕНИЕ УХАЖИВАНИЯ / ЗВУКОПРОДУКЦИЯ / ОБУЧЕНИЕ / ПАМЯТЬ / LIMK1 / COURTSHIP / SOUND PRODUCTION / LEARNING / MEM

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Каминская Алена Николаевна, Никитина Екатерина Александровна, Паялина Татьяна Львовна, Молотков Дмитрий Андреевич, Захаров Геннадий Александрович

LIMK1 ключевой фермент сигнального каскада ремоделирования актина, обеспечивающий в нервной системе перестройку шипиков дендритов, необходимую для синаптической пластичности при обучении. В данной работе приведены результаты комплексного анализа поведения ухаживания при обучении и формировании среднесрочной памяти самцов линий Berlin, Oregon-R и аgnts3, полиморфных по гену limk1 Drosophila, с использованием 2 подходов: метода условнорефлекторного подавления ухаживания и исследования звукопродукции самца при ухаживании в сопоставлении с оценкой содержания LIMK1 в мозге анализируемых линий.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Каминская Алена Николаевна, Никитина Екатерина Александровна, Паялина Татьяна Львовна, Молотков Дмитрий Андреевич, Захаров Геннадий Александрович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Effect of LIM kin ase 1 is oform ratio on Drosophil a mel anogaster courtship behavior: a complex approach

LIMK1 is the key enzyme of actin remodeling which controls dendritic spine morphology necessary for synaptic plasticity during learning and memory formation. Conditioned courtship suppression paradigm and a set-up for communicative sound production during courtship were used to asses learning acquisition and memory formation in four Drosophila strains polymorphic for the limk1 gene harbored by the agnostic locus: the wild type strains Canton-S, Berlin, Oregon-R and the mutant аgnts3. Behavioral performances were compared to the brain content and ratio of two LIMK1 isoforms in these Drosophila strains.

Текст научной работы на тему «Влияние соотношения изоформ limk1 на поведение ухаживания Drosophila melanogaster: комплексный подход»

генетика поведения

УДК 575.21

© А. Н. Каминская1, 2 3,

Е. А. Никитина1, Т. Л. Паялина1, 2,

Д. А. Молотков1, Г. А. Захаров1, 2,

А. В. Попов3,

Е. В. Савватеева-Попова1, 2

1 Учреждение Российской академии наук Институт физиологии им. И. П. Павлова РАН

2 Санкт-Петербургский государственный университет

3 Учреждение Российской академии наук Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН

Ш LIMK1 — ключевой фермент сигнального каскада ремоделирования актина, обеспечивающий в нервной системе перестройку шипиков дендритов, необходимую для синаптической пластичности при обучении. В данной работе приведены результаты комплексного анализа поведения ухаживания при обучении и формировании среднесрочной памяти самцов линий Berlin, Oregon-R и аgnts3, полиморфных по гену limk1 Drosophila, с использованием 2 подходов: метода условно-рефлекторного подавления ухаживания и исследования звукопродукции самца при ухаживании в сопоставлении с оценкой содержания LIMK1 в мозге анализируемых линий.

Ш Ключевые слова: limkl, поведение ухаживания, звукопродукция, обучение, память.

Поступила в редакцию 26.07.2011 Принята к публикации 20.10.201 1

влияние соотношения изоформ LIMK1 на поведение ухаживания DROSOPHILA MELANOGASTER:

комплексный подход

ВВЕДЕНИЕ

С помощью условного рефлекса организм может диаметрально менять свои реакции на одни и те же факторы среды, сочетая и мобилизуя необходимые внутренние адаптивные процессы в ответ на реальные и ожидаемые события во внешнем мире соответственно опыту, приобретенному в индивидуальном развитии. Условный рефлекс выполняет следующие функции: 1) увеличивает размах нормы реакции онтогенетических функциональных адаптаций, чем способствует повышению роли индивидуального приспособления; 2) выводит организм из-под контроля элиминирующих факторов; 3) важен при подборе скрещивающихся пар, т. е. 4) может приводить к нарушению панмиксии — свободного скрещивания особей в популяции (Лобашев, 1961). Это ведет к репродуктивной изоляции, когда для особей разных популяций снижается вероятность оплодотворения ввиду различий в поведении, например, при ритуалах ухаживания и брачных песнях. И если издавна считалось, что эти процессы лучше всего изучать у птиц, то с развитием тонких методов анализа поведения стало ясно, что наиболее подходящим объектом являются насекомые, не только цикады и сверчки, но и Drosophila melanogaster. То обстоятельство, что за поведением Drosophila удобно наблюдать не столько в природе, сколько в лаборатории, обеспечило создание совершенно новых способов анализа как условного рефлекса (Siegel and Hall, 1979; Kamyshev et al., 1999), так и параметров звукопродукции при ритуале ухаживания (Попов и др., 2000). Сам ритуал начинается с того, что привлекаемый феромоном самки, афродизиаком, самец начинает осуществлять последовательные этапы ухаживания (ориентация/преследование, вибрация крылом — брачная песня, ликинг, попытка копуляции), каждый из которых служит для повышения рецептивности самки и замедления ее движений, т. е. для обеспечения копуляции. Оплодотворенная самка в течение 10—12 дней откладывает яйца и уклоняется от новых копуляций, при попытке которых выпячивает яйцевод, испуская отталкивающий феромон, антиафродизиак. Поэтому у самца возникает необходимость различения того, какая именно самка перед ним? При встрече с оплодотворенной самкой самец, основываясь на предыдущем индивидуальном опыте, вынужден остановить ритуал ухаживания, и именно такое его поведение легло в основу широко применяемого метода для изучения процессов обучения и формирования памяти, называемого условно-рефлекторным подавлением ухаживания (УРПУ). В лабораторных условиях самец, достигший половозрелости в возрасте 5 дней в отсутствии каких-либо контактов с другими особями, после пребывания с оплодотворенной самкой в течение 30 мин накапливает опыт отказов от копуляции. Память об этом, т. е. УРПУ, сохраняется в течение 1 часа, если последующая предъявленная самка будет девственной, и 8 часов — если оплодотворенной. Индекс ухаживания (ИУ) рассчитывается как процент времени, затраченного на исполнение всех элементов ухаживания. Индекс обучения (ИО) можно вычислить не только на основе учета всех элементов полового, но и неполового поведения

(двигательной активности, прининга (почесывания), отдыха), но и анализировать записанные этограммы поведения отдельно для каждого параметра (Kamyshev et al., 1999).

Важным компонентом ухаживания является брачная песня. Репертуар брачной песни самца Drosophila включает два типа звуковых сигналов — импульсную и синусоидальную песни, следующие друг за другом (Попов и др., 2000). Импульсная песня производится, когда самец вибрирует крыльями. Она несет основную семантическую нагрузку и выполняет триггерную функцию, запуская копуляцию (Schilcher, 1976a, b), а также является видоспецифичным сигналом, играющим важную роль в изоляции видов при выборе потенциального партнера (Ewing, 1989). Синусоидальная песня увеличивает восприимчивость самок (Schilcher, 1976a, b). Звукопродукция во время ухаживания, т. е. чередование импульсной и синусоидальной песни, требует четкого переключения программ работы двух моторных центров — импульсного и синусоидального пейсмейкеров (Попов и др., 2000). При генерации звуковых сигналов возникают их искажения. Процент искаженных импульсов характеризует стабильность работы пейсмейкеров пения, отражая частоту нарушений работы мышц крыла.

Имея в распоряжении обе эти методики, мы задались вопросом — возможно ли увидеть УРПУ при учете одного только элемента ухаживания — того, что при визуальной регистрации поведения называется «вибрация», а при автоматизированной — «звукопродукция»? Если да, то изменение каких параметров звукопродукции быстро и надежно указывает на нарушения процесса формирования памяти? Выделение такого параметра открывает возможность экспресс-скрининга терапевтических средств при условии знания ключевых компонентов биохимических путей процессов формирования памяти в норме и при патологии. Один из самых изучаемых — это каскад ремоделирования актина: рецепторы нейромедиаторов — малые ГТФазы Rho-семейства — LIM-киназа 1 (LIMK1) — кофилин — актин. LIMK1, ключевой фермент каскада, фосфорилирует кофилин, тем самым блокируя деполимеризацию актина (Yang et al., 2000; Bamburg and Bloom, 2009). Это вызывает перестройку шипиков дендритов, обеспечивая сина-птическую пластичность. LIMK1 в клетке представлена двумя изоформами, различающимися по функциональной активности. Изоформа С представляет собой полноразмерный белок, содержащий 1257 аминокислотных остатков (140 кД), включает два LIM и PDZ домены, которые отсутствуют в изоформе D, содержащей 1052 аминокислотных остатка (119 кД). D-изоформа LIMK1 обладает более высокой киназной активностью, чем С-изоформа, поскольку LIM- и PDZ-домены участвуют в инактивации киназной активности LIMK1 (Nagata et al., 1999). Наличие нескольких изоформ LIMK1 предполагает, что они могут быть по-разному использованы для реализации в популяции различных стратегий поведения, однако исследований такого рода не проводилось. Считается, что дисфункция LIMK1 вызывает нарушения когнитивных функций у па-

циентов с болезнью Альцгеймера (Masliah et al., 2000) вследствие дисрегуляции «актинового каскада». При этом в нейронах мозга этих пациентов происходит образование цитоплазматических включений, окруженных комплексами актин — кофилин (Maloney et al., 2007; Bamburg et al. 2010). Кроме того, при «геномных болезнях», таких как сицдром Уильямса человека, делеции, приводящие к геми-зиготности по гену limkl, вызывают когнитивные нарушения зрительно-пространственного ориентирования. Деле-ции возникают спонтанно за счет неравной рекомбинации в районе хромосомы со специфической архитектурой. В обоих случаях правила установления баланса различных изо-форм LIMK1, реализуемые на уровне поведения, до конца неясны. Выяснению этого вопроса способствует то, что у Drosophila melanogaster ген limkl также расположен в районе со специфичной архитектурой хромосомы, в локу-се agnostic: наличие А/Т-богатых областей вблизи локуса предрасполагает к встройке мобильных элементов, возникновению спонтанных перестроек в разных природных популяциях. Так, структура гена изменена у линий дикого типа Oiegon-R и Berlin, а также у мутантной линии agnts3 (Медведева и др., 2008). И если у мутантной линии agnts3 с повышенной активностью LIMK1 и кофилина были детектированы значительные нарушения обучения/памяти и амилоидогенез, характерные особенности звукопродукции (Попов и др., 2009), то ничего неизвестно о том, как в остальных случаях измененная структура гена сказывается на активности его продукта и каким образом это реализуется на уровне поведения.

Поэтому настоящая работа посвящена выявлению того, как соотношение изоформ LIMK1 у спонтанных и мутантного вариантов локуса agnostic предопределяет условно-рефлекторную деятельность при реализации ритуала ухаживания у дрозофилы.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В работе использовали линии D. melanogaster, проявляющие полиморфизм по гену limk1, обнаруженный в районе локуса agnostic (Х-хромосома, 11AB):

1) Canton-S — контрольная линия дикого типа.

2) Berlin — выделена из дикой популяции города Берлина и широко используется в поведенческих исследованиях в Европе. У данной линии при ПЦР-кар-тировании гена limk1 было обнаружено отсутствие ПЦР-фрагментов в области 3, 4 и частично 5 экзонов, а также 2, 3 и 4 интронов (Медведева и др., 2008).

3) Oregon-R — линия из дикой популяции штата Орегон, США. На генетическом фоне этой линии дикого типа существуют многие известные линии-маркеры и балансеры. При ПЦР-картировании гена limk1 у данной линии наблюдалось отсутствие ПЦР-фрагментов в области 2 экзона,1 и 2 интронов (Медведева и др., 2008).

4) Линия agnts3 несет температуро-чувствительную (ts) мутацию, полученную и поддерживаемую на генети-

ческом фоне линии Canton-S. При ПЦР-картирова-нии гена для limkl у данной линии была обнаружена инсерция 1,7 т. п. н. на расстоянии около 1 т. п. н. от 3'-UTR (Медведева и др., 2008). Мух выращивали в стаканчиках объемом 160 мл на стандартной изюмно-дрожжевой среде при +25 ± 0,5 °С, 60 % влажности и свето-темновом цикле 12 : 12 ч. Вылупившихся насекомых без наркотизации сортировали по полу. Отбирали самцов анализируемой линии и помещали их поодиночке в стаканчики со средой. В качестве объектов ухаживания для самцов всех анализируемых линий использовали виргинных и оплодотворенных за сутки до опыта самок линии Canton-S. Исследования проводили на взрослых мухах в возрасте 5 дней, при температуре +25 ± 0,5 °С, в первой половине дня.

подготовка образцов для электрофореза в пааг

Для экстракции белков отбирали 30-40 голов 5-су-точных самцов для каждой линии D. melanogaster. Головы гомогенизировали на льду в 40 мкл раствора ингибитора протеаз (Sigma, США). Полученный гомогенат центрифугировали при 13 000 об/мин в течение 2 мин. Отбирали надосадочную жидкость. К 30 мкл гомогената добавляли 10 мкл 4 х буфера Леммли для электофоре-за. Приготовленные таким образом пробы хранили при -20 °С. Определения в образцах концентрации белка проводили по методу Бредфорд (Bradford, 1976). Концентрации белка с учетом данных фотометрирования выравнивали с использованием спектрофотометра (Eppendorf BioPhotometer, Германия).

электрофорез белков в полиакриламидном геле

Разделение белков по молекулярной массе проводили методом диск-электрофореза в полиакриламидном геле, с концентрирующим (5 % акриламид/бис-акрил-амид, pH = 6,8) и разделяющим (10 % акриламид/бис-акриламид, pH = 8,8) гелями. Гель заливали в камеру для вертикального электрофореза Mini Protean Tetra Cell (BioRad, Италия) размером 10 х 8 см. В каждый кармашек добавляли по 10 мкл образца. Разделение проводили в течение 120 минут при силе тока 35 мА и напряжении 120 В в трис-глициновом буфере (pH = 8,3). Контрольный гель окрашивали реагентом Кумасси G-250 (Pierce, США) для оценки степени выравненное™ концентраций белка на дорожках.

вестерн-блоттинг и блот-гибридизация

После электрофоретического разделения белки из геля переносили на нитроцеллюлозную мембрану PROTRAN (Schleicher&Schuell, Германия) на блоттере Fastblot B 34

(Biometra, Германия) полусухим переносом в течение 1 ч. Затем мембрану инкубировали 12 ч в 5 % растворе обезжиренного сухого молока на буфере TBST (pH = 7,6), при +4 °С. После этого мембрану помещали в раствор первичных антител (SantaCruz, США), в разведении 1 : 400 и инкубировали в течение 1 ч при +22 °С, затем инкубировали с биотин-мечеными вторичными антителами (Santa Cruz, США), в разведении 1 : 2000 в течение 1 ч при +22 °С. Затем инкубировали с раствором ABC (авидин, конъюги-рованный с пероксидазой хрена) (Vectastain ABC Elite kit, Vector peroxidase substrate kit, Vector, США) в течение 1 ч при +22 °С. Мембрану помещали в раствор Vector Nova Red substrate kit for peroxidase (Vector laboratories, США) и инкубировали в течение 10—15 мин до развития окраски. Изображение регистрировали с помощью сканера (Epson® ScanPriza) с разрешением 300 dpi. Полученный JPEG-файл анализировали с использованием программного обеспечения Gel analyzer-1.0 (Литех, Россия).

регистрация параметров ухаживания самцов

Для регистрации параметров ухаживания самца изучаемой группы и виргинную самку помещали в камеру диаметром 15 мм и высотой 5 мм, изготовленную из оргстекла. Продолжительность наблюдения за ухаживанием самца составляла 10 мин.

Фиксировали латентный периоддо ухаживания и время начала копуляции. Длительность ухаживания рассчитывали как разность времени копуляции и начала ухаживания. Эффективность ухаживания вычисляли как процент пар, копулировавших в течение периода наблюдения. В каждой линии тестировали не менее 20 пар мух.

Параметры ухаживания для Canton S были взяты из работы (Попов и др., 2006).

регистрация параметров звукопродукции при ухаживании самцов

Для регистрации звуковых сигналов самца и оплодотворенную самку помещали в камеру диаметром 8 и высотой 4 мм, изготовленную из оргстекла. Для одновременной регистрации пения четырех пар мух четыре микрофона были установлены внутри бокса из пенопласта (25 х 25 х 30 см) с толщиной стенок 3,7 см, расположенного в звукоизолирующей камере. Для гашения вибрации бокс устанавливали на поролоновой подушке толщиной 2 см. Встроенные электронные фильтры позволяли ограничить частотную полосу записи канала в пределах 100—800 Гц, для избежания посторонних шумов. На уровне микрофона устанавливали датчик электронного термометра (Greisinger electronic GTH 175/МО, Германия). Продолжительность регистрации звуков составляла 300 с. Регистрацию звуковых сигналов проводили с помощью аналого-цифрового преобразователя и записывали как

звуковые файлы с использованием программы Н. Г. Камышева. Анализ звуковых сигналов проводили с использованием программы Fly43, разработанной Н. Г. Камышевым и П. В. Озерским (Попов и др. 2000, 2006).

Проводили детальный анализ импульсной и синусоидальной песен звукопродукции самца при ухаживании по отдельным параметрам. В каждой линии тестировали не менее 12 пар мух.

При анализе параметров импульсного сигнала в каждой пятиминутной записи последовательно измеряли все посылки и межимпульсные интервалы. Интервалы короче 80 мс рассматривали как межимпульсные, а интервалы более 80 мс — как межпосылочные. Оценивали дисперсию межимпульсного интервала, процент искаженных импульсов, среднюю длительность импульсных посылок.

При оценке синусоидальной песни учитывали длительность синусоидальных отрезков, основную частоту синусоидальной песни и суммарное число пульсов. В анализ брали синусоидальные отрезки по длительности не менее 100 мс.

Параметры звукопродукции для Canton S были взяты из работы (Попов и др., 2006).

оценка способности к обучению

самцов D. MELANOGASTER

Оценку способности к обучению проводили, основываясь на методе условно-рефлекторного подавления ухаживания. Для этого самца тестируемой линии, не имеющего опыта полового поведения, помещали в экспериментальную камеру вместе с оплодотворенной самкой Canton S и оставляли на 30 минут. Обучение тестировали через разные интервалы времени: сразу после тренировки и через 3 часа. В качестве контроля использовали самцов, не имеющих опыта полового поведения. В каждой группе (контрольной, сразу после тренировки и через 3 часа после тренировки) тестировали не менее 20 пар мух.

Использовали два подхода: 1) метод условно-рефлекторного подавления ухаживания

Для выработки условно-рефлекторного подавления ухаживания (тренировки) пятисуточного самца тестируемой линии, не имеющего опыта полового поведения, помещали в экспериментальную камеру диаметром 15 и высотой 5 мм, изготовленную из оргстекла, вместе с оплодотворенной пятисуточной самкой Canton S и оставляли на 30 минут. В качестве контроля использовали самцов, не имеющих опыта полового поведения. Этограмму поведения самца регистрировали в течение 300 секунд, фиксируя время начала отдельных элементов ухаживания (ориентация и преследование, вибрация, лизание, попытка копуляции), а также время выполнения элементов, не связанных с ухаживанием (побежка, прининг, по-

кой). Регистрацию начинали через 45 секунд после помещения мух в камеру. Для расшифровки и анализа данных использовали специально разработанные компьютерные программы (автор программ — Н. Г. Камышев).

Для каждого самца вычисляли индекс ухаживания (ИУ), т. е. время ухаживания самца за самкой, выраженное в процентах от общего времени наблюдения. Для количественной оценки результатов обучения вычисляли индекс обучения (ИО) по следующей формуле:

ИО = [(ИУН — ИУТ)/ИУН] х 100% = (1 — ИУТ/ ИУН) х 100%,

где ИУН и ИУТ — средние индексы ухаживания для независимых выборок самцов, не имеющих опыта полового поведения, и самцов, прошедших тренировку. 2) регистрация звукопродукции при ухаживании

Для оценки способности к обучению самцов Drosophila с использованием установки записи звуковых сигналов ухаживания регистрировали импульсную и синусоидальную песни ухаживания самцов, не имеющих опыта полового поведения, сразу после обучения и спустя 3 часа после обучения. Индекс ухаживания (ИУ) рассчитывали как процент времени, затраченного самцом на звукопродукцию импульсной и синусоидальной песен. Индекс обучения (ИО) — как разницу ИУ до тренировки и ИУ после тренировки. Для оценки вклада в обучение компонентов песни ухаживания — импульсной и синусоидальной составляющих — значения индексов импульсной (И) и синусоидальной (С) песен вычисляли по следующим формулам: И = Т/Т„ ,

и общ'

С =Т/Тб ,

с общ'

где Т и Т — время, затраченное самцом на звукопро-дукцию импульсной и синусоидальной компоненты песни ухаживания; Тобщ — общее время тестирования.

Затем находили отношение И/С отдельно для каждого самца и рассчитывали среднее значение для каждой группы до и после обучения.

СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

Статистическую обработку полученных значений проводили с помощью программного обеспечения GraphPad Instat 3 и Statistica 6.0. Использовали тест Манн—Уитни для длительности импульсных посылок; критерий Фишера для эффективности ухаживания; тест Левина для дисперсии МИИ; рандомизационный анализ для соотношения индексов импульсной и синусоидальной песен, а также для оценки способности к обучению при помощи метода условно-рефлекторного подавления ухаживания и исследования звукопродукции самца при ухаживании. Дисперсионный анализ использовали при оценке значений интенсивности окрашивания белковых полос ЫМК1. В остальных случаях применяли непарный ^критерий Стьюдента.

Рис. 1. Вестерн-блот анализ LIMK1 у самцов линий Canton-S, Berlin, Oregon-R и agnts3: а) С- и D-изоформы LIMK1; б) содержание D- и C-изоформ; в) соотношение количества изоформ D/C. * — достоверные отличия от Canton-S (дисперсионный анализ, р < 0,05)

результаты

определение количества limk1 в мозге самцов d. melanogaster

С использованием метода иммуноблоттинга и последующей гибридизацией антител к С-концу LIMK1 был проведен количественный анализ содержания D- и C-изоформ LIMK1 в мозге самцов линии Canton-S, Berlin, Oregon-R и agnts3 (рис. 1 а).

Соотношение между изоформами D и C LIMK1 и их количество в мозге самцов между анализируемыми линиями варьировало. Так, количество D- и C-изоформ LIMK1 у agnts3 в 3 раза превышало таковое у Canton-S (рис. 1 б), в то время как их соотношение у agnts3 не отличалось от такового у Canton-S (рис. 1 в). Количество D-изоформы у Berlin в 2 раза превышало таковое у Canton-S, а у Oregon-R было в 2 раза меньше, чем у Canton-S (рис. 1 б). Для линий дикого типа характерно различное соотношение D- и C-изоформ (рис. 1 в). Таким образом, в ходе наших экспериментов было впервые выявлено неодинаковое содержание и соотношение изоформ LIMK1 у линий дикого типа Berlin, Oregon-R и Canton-S и мутант-ной линии agnts3, что, возможно, вызвано разными регуля-торными механизмами сплайсинга у каждой линии.

характеристика поведения ухаживания самцов d. melanogaster

Сравнительный анализ по трем параметрам поведения ухаживания: 1) латентному периоду ухаживания (ЛПУ),

2) длительности ухаживания (ДУ) и 3) эффективности ухаживания (ЭУ) самцов линии agnts3, Berlin и Oregon-R выявил следующие особенности этих линий (табл. 1). ЛПУ у Oregon-R и у agnts3 достоверно был увеличен относительно такового у Canton-S, что не оказало влияния на эффективность ухаживания, которая у линий agnts3 и Oregon-R была сопоставима с таковой у Canton-S. В то же время увеличение ЛПУ у Berlin в 4 раза по сравнению с Canton-S сопровождается достоверным снижением величины эффективности ухаживания. ДУ Berlin и Oregon-R достоверно превышала таковую у Canton-S, в то время как для agnts3 статистически значимых различий выявлено не было.

Таблица 1

Параметры ухаживания самцов линии Canton-S, Berlin и Oregon-R и agnts3

Линия n ЛПУ, с ДУ, с ЭУ, %

Canton-S 63 22 ± 3 145 ± 17 87

Berlin 66 80 ± 12* 324±28* 50*

Oregon-R 61 54 ± 9* 264±21* 77

agnts3 51 55 ± 9* 162 ± 19 86

п — число тестированных самцов

ЛПУ — латентный период ухаживания

ДУ — длительность ухаживания

ЭУ — эффективность ухаживания

* — достоверные отличия от Canton-S (непарный

критерий Стьюдента, для ЭУ — сравнение долей

по Фишеру, р < 0,05).

В

-^^l1————»y^—'—^yyi-——-—___^VJV^——'ViV4^^—____

Рис. 2. Осциллограммы сигналов ухаживания самцов В. melanogasterсинусоидальной песни (а) и импульсной песни с нормальными (б) и искаженными пульсами (в, г). Длительность каждой осциллограммы 500 мс

25 20 15 10 5 О

Индекс пенпя

JL.

Canton-S Berlin Огедоп-R agrit3

40 38 36 34 32 30

Межимпульсный интервал

*

Canton-S Berlin Огедоп-R agrP3

Основная частота синусоидальной песни

185 175 Н if 165 -155 -145

Canton-S Berlin Огедоп-R agrf3

%

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

35 28 H 21 14 7 О

Процент искаженных пульсов

*

dm

«

Canton-S Berlin Огедоп-R agn's3

Рис. 3. Параметры звуковых сигналов самцов линий Canton-S, Berlin, Oregon-R и agnts3: а) индекс пения; б) межимпульсный интервал; в) основная частота синусоидальной песни; г) процент искаженных импульсов. * — достоверные отличия от Canton-S (непарный t-критерий Стьюдента, p < 0,05)

характеристика звуковых сигналов ухаживания самцов D. MELANOGASTER

С использованием установки автоматической регистрации звукопродукции самцов Drosophila был проведен сравнительный анализ звуковых сигналов ухаживания самцов agnts3, Berlin и Oregon-R в сопоставлении с Canton-S. На рисунке 2 приведены осциллограммы сигналов ухаживания самцов: синусоидальной песни (рис. 2 а) и импульсной песни с нормальными (рис. 2 б) и искаженными (рис. 2 в, г) импульсами. Оценивали 4 параметра звуковых комму-

никационных сигналов: индекс пения, межимпульсный интервал, основную частоту синусоидальной песни и процент искаженных импульсов.

Основным параметром звуковых сигналов, характеризующим уровень половой мотивации, является индекс пения (ИП). ИП у agnts3 и Oregon-R не отличались от таковых у Canton-S, в то время как для Berlin было характерно почти трехкратное снижение этого параметра (рис. 3, а). Наиболее значимым параметром для распознавания самкой сигнала ухаживания самца своего вида является межимпульсный интервал (МИИ). У самцов agnts3 МИИ короче, чем

Рис. 4. Оценка способности к обучению и формированию среднесрочной памяти самцов линий Canton-S, Berlin, Oregon-R и agnts3. Метод условно-рефлекторного подавления ухаживания: а) обучение и среднесрочная память (все элементы ухаживания); б) обучение и среднесрочная память (параметр вибрации). Метод регистрации звукопродукции при ухаживании: в) обучение и среднесрочная память (импульсная и синусоидальная песни ухаживания). 0 — индекс обучения сразу после тренировки 180 — индекс обучения через 3 часа после тренировки

* — достоверные отличия от Canton-S (двусторонний тест рандомизации, p < 0,05)

у самцов Canton-S, что свидетельствует о более высоком ритме пения самцов agnts3. Для Berlin и Oregon-R, напротив, характерно увеличение этого параметра (рис. 3 б). Основная частота (ОЧ) синусоидальной песни анализируемых линий также отличается от таковой у Canton-S. Так, для agnts3 и Oregon-R характерно увеличение значения этого параметра, в то время как у самцов Berlin ОЧ короче, чем у Canton-S (рис. 3 в). При генерации звуковых сигналов в процессе ухаживания возникают искажения формы звуковых импульсов, в том числе и у мух дикого типа. Искажения с увеличенной длительностью импульса наиболее часто встречаются у самцов Berlin и Oregon-R, в то время как у agnts3 они возникают реже. У самцов agnts3 наиболее часто возникают искажения с полициклическими импульсами, вызванные, по-видимому, тремором мышц пения. Процент искаженных импульсов (% ИП) характеризует стабильность работы пейсмейкеров пения, отражая частоту нарушений режима работы крыловых мышц. agnts3 по этому параметру не отличается от Canton-S. Berlin и Oregon-R демонстрируют более высокие уровни ИП (рис. 3 г).

оценка способности к обучению при условно-рефлекторном подавлении ухаживания самцов D. MELANOGASTER

Условно-рефлекторное подавление ухаживания является естественной формой обучения у дрозофилы, т. е. после ухаживания за нерецептивной оплодотворенной самкой (тренировки) у самца снижается интенсивность ухаживания за всеми последующими самками. На этом основана оценка способности к обучению самцов D. melanogaster. У исследуемых линий была изучена динамика сохранения условно-рефлекторного подавления ухаживания (рис. 4 а).

У линий Canton-S и Berlin индекс обучения длительное время сохранялся на уровне, достигнутом сразу после окончания тренировки, что свидетельствует о нормальном протекании процессов обучения и формирования среднесрочной памяти.

У линии Oregon-R выработки условно-рефлекторного подавления ухаживания не наблюдалось, при тестировании

Компоненты песни ухаживания импульсной и синусоидальной составляющих при обучении

■ импульсная песня □ синусоидальная песня

Соотношение импульсной и синусоидальной песен ухаживания

Canton-S

Berlin

Oregon-R

agn*3

ИКС 0 13180

Рис. 5. Покомпонентный анализ песни ухаживания при обучении: а) компоненты песни ухаживания (импульсная и синусоидальная составляющие); б) соотношение импульсной и синусоидальной песен к — контрольная группа (самцы, не имеющие опыта полового поведения) 0 — тест сразу после тренировки (обучение) 180 — тест через 3 часа после тренировки (память)

* — достоверные отличия от Canton-S (двусторонний тест рандомизации, p < 0,05).

# — достоверные отличия от контрольной группы, (двусторонний тест рандомизации, p < 0,05)

сразу после тренировки значимый индекс обучения получен не был. Таким образом, исследуемая линия оказалась неспособной к обучению. Через 3 часа после тренировки подавления ухаживания также не наблюдалось, напротив, индекс обучения принимал отрицательное значение и статистически достоверно отличался от такового у Canton-S.

У мутантной линии agnts3 выработки условно-рефлекторного подавления ухаживания не происходило, при тестировании сразу после тренировки значимый индекс обучения получен не был. Таким образом, исследуемая линия оказалась неспособной к обучению. Через 3 часа после

тренировки также не наблюдалось подавления ухаживания. Полученные результаты свидетельствуют в пользу того, что у agnts3 по сравнению с Canton-S снижены не только 3-часовая память, но и способность к обучению.

Был проведен поэлементный анализ поведения ухаживания у исследуемых линий Drosophila, в частности, был проанализирован такой важный элемент ухаживания как вибрация (рис. 4, б).

У линий Canton-S и Berlin был выявлен значимый индекс обучения, который в течение 3 часов сохранялся на уровне, достигнутом сразу после окончания тренировки. По

компоненту вибрации у самцов линии Berlin статистически значимых отличий от линии Canton-S обнаружено не было.

У линии Oregon R при тестировании сразу после тренировки индекс обучения достоверно не отличался от такового у Canton-S — по параметру вибрации исследуемая линия оказалась способной к обучению. Напротив, через 3 часа после тренировки индекс обучения принимал отрицательное значение.

У мутантной линии agnts3 при тестировании как сразу, так и через 3 часа после тренировки индекс обучения достоверно не отличался от такового у линии Canton-S — исследуемая линия оказалась способной к обучению и сохранению памяти по параметру вибрации.

обучение самцов с использованием установки для регистрации звукопродукции при ухаживании самцов D. MELANOGASTER

С целью проведения детального анализа способности к обучению самцов Drosophila был применен метод оценки данного показателя с использованием установки записи звуковых сигналов ухаживания, автоматически регистрирующей звукопродукцию при ухаживании — вибрацию, соответствующую импульсной и синусоидальной песням.

У линии Canton-S наблюдалось условно-рефлекторное подавление ухаживания, и индекс обучения длительное время сохранялся на уровне, достигнутом сразу после окончания тренировки (рис. 4, в).

У самцов линии Berlin, Oregon-R и agnts3 при тестировании сразу после тренировки условно-рефлекторного подавления ухаживания не наблюдалось, значимый индекс обучения получен не был. Индекс обучения принимал отрицательные значения и статистически значимо отличался от такового у линии Canton-S (рис. 4, в).

Спустя 3 часа после тренировки индекс обучения у самцов линии Berlin и Oregon-R, также принимал отрицательные значения и достоверно отличался от такового у линии Canton-S, чего не наблюдалось у линии agnts3 (рис. 4, в).

Далее нами были проанализированы отдельные компоненты песни ухаживания импульсной и синусоидальной составляющих после обучения (рис. 5, а). У самцов линии Canton-S как сразу, так и через 3 часа после тренировки отмечалось снижение импульсной и синусоидальной песен в 3 раза. У остальных линий не наблюдалось снижения индекса ни импульсной, ни синусоидальной составляющих песни ухаживания, за исключением варианта эксперимента через 3 часа после тренировки у линии Oregon-R (рис. 5, а).

Было проанализировано соотношение индексов импульсной и синусоидальной песен (И/С) для каждой линии (рис. 5, б). Для самцов линии Canton-S в контроле характерно преобладание импульсной над синусоидальной песней. Сразу после тренировки для самцов этой линии было характерно увеличение И/С, которое достоверно отличалось от контроля, подобное превалирование импульсной над синусоидальной песней сохранялось и при тестировании через 3

часа. У самцов линий Berlin и Oregon в контрольных группах импульсная песня преобладала над синусоидальной, И/С достоверно отличалось от Canton-S. Однако сразу после тренировки у линий Berlin и Oregon происходило значительное снижение И/С, а спустя 3 часа — восстановление до значений контроля. И/С самцов линии agnts3 в контрольной группе достоверно не отличалось от такового у Canton-S. Однако после тренировки у agnts3 наблюдалось достоверное снижение И/С. Через 3 часа после тренировки у agnts3 достоверных изменений зарегистрировано не было.

ОБСУЖДЕНИЕ

М. Е. Лобашев сформулировал определение роли условного рефлекса как возможности животного «диаметрально менять свои реакции на одни и те же факторы среды, сочетая и мобилизуя необходимые внутренние адаптивные процессы в ответ на реальные и ожидаемые события во внешнем мире» (Лобашев, 1961). Эта формулировка как нельзя более подходит к описанию сущности условно-рефлекторного подавления ухаживания. Действительно, в природных популяциях при каждой встрече самцов и самок дрозофилы к ожидаемому самцом событию относится то, что самка является девственной, а к реальному — то, что в популяции многие самки уже оплодотворены. В любом случае высокая мотивация самца запускает ритуал ухаживания, при исполнении которого ему предстоит убедиться в том, может ли эта самка оставить потомство и, если нет, с учетом предыдущего опыта, прекратить ухаживание. А что же является сочетанием и мобилизацией «необходимых внутренних адаптивных процессов в ответ на реальные и ожидаемые события во внешнем мире»?

Все более возрастающее внимание нейробиологов и клиницистов к каскаду ремоделирования актина, объединение разных по этиологии, зонам поражения мозга ней-родегенеративных заболеваний под названием «болезни актинового цитоскелета», или кофилинопатии, указывают на широкий спектр внутренних адаптационных процессов, сопряженных с тем или иным уровнем функционирования этого каскада. Ключевой фермент ремоделирования актина, LIMK1, оказывается на перекрестке многих регуля-торных путей, так как содержит LIM и PDZ домены для осуществления межмолекулярных белок-белковых взаимодействий (Edvards, Gordon, 1999). LIMK1 влияет на транскрипцию через активацию CREB (Yang et al., 2004), участвует в перестройках актинового цитоскелета в де-ндритах (Endo, Ohashi, Mizuno, 2007). Активность LIMK1 регулируется микроРНК — miRNA-134, которая связывается с 3'-UTR мРНК для LIMK1, и этот комплекс транспортируется к синапсам дендритов, где в ответ на стимуляцию экстраклеточными нейротрофическими факторами происходит мРНК LIMK1 локальная трансляция (Schratt et al., 2006). Гиперэкспрессия miRNA-134 подавляет транскрипцию CREB, тем самым нарушая синаптическую пластичность, процессы обучения и формирования памя-

ти (Gao et al., 2010). Ранее при ПЦР-картировании гена limkl дрозофилы мы показали, что линиям дикого типа Oregon-R и Berlin, а также мутантной линии agnts3 свой ственны определенные модификации либо в структурной, либо в регуляторной областях гена (Медведева и др., 2008). Поэтому интересно проследить возможную взаимосвязь между содержанием и соотношением изоформ LIMK1, наблюдаемых у каждой из проанализированных линий, с организацией полового поведения.

Первое, что обращает на себя внимание при рассмотрении результатов вестерн-блот анализа — содержание D-изоформы у линии дикого типа Berlin двукратно превышает уровень Canton-S. Для этой линии также свойственно уникальное 5-кратное увеличение соотношения D/C изоформ. Наоборот, для линии дикого типа Oregon-R характерно 5-кратное уменьшение соотношения D/C изоформ относительно Canton-S. И только мутант agnts3 проявляет повышенное содержание обеих изоформ в 2,5 раза, хотя их соотношение сопоставимо с наблюдаемым у Canton-S.

Каковы последствия этого на уровне поведения? Первое, что важно с популяционной точки зрения — это эффективность ухаживания, резко нарушенная, как ни странно, у линии дикого типа Berlin. Для того, чтобы реализовалось это нарушение, по-видимому, важна длительность латентного периода ухаживания. Действительно, у всех линий этот параметр выше, чем у Canton-S, причем у линии Berlin в четыре раза. По-видимому, сама длительность ухаживания не столь критична для итоговой его эффективности, в то время как резкое, почти 3-кратное снижение индекса пения при исполнении брачной песни, отличающее эту линию от всех других, в наибольшей мере сказывается на эффективности ухаживания. Отражаются ли все эти характерные особенности линии Berlin на ее способности к обучению и сохранению памяти? Они незначительны при визуальной регистрации как всех элементов ухаживания, так и отдельно вибрации крыла, однако тут же дают о себе знать при переходе к более точному уровню анализа с использованием установки для автоматической регистрации звукопродукции, приводя к парадоксальному, отрицательному значению индекса обучения как сразу, так и через 3 часа после тренировки. По-видимому, это является результатом других характерных особенностей звукопродукции данной линии — уменьшение основной частоты синусоидальной песни наряду с повышением такого семантического компонента, как межимпульсный интервал.

К чему приводит дисбаланс изоформ LIMK1 в пользу более длинной и менее активной изоформы C у линии дикого типа Oregon-R?? И эффективность ухаживания, и индекс пения у нее такие же, как у Canton-S, хотя и межимпульсный интервал, и основная частота синусоидальной песни значимо отличаются. Но уже при визуальной регистрации обнаруживается нарушение среднесрочной памяти как при учете всех элементов ритуала ухаживания, так и при учете только вибрации крыла. При использовании установки для автома-

тической регистрации звукопродукции выявляется также и неспособность к обучению сразу после тренировки.

Повышение содержания обеих изоформ LIMK1 в 2.5 раза у мутантной линии agnts3 при их сопоставимом с наблюдаемым у Canton-S соотношении, также не сказывается на эффективности ухаживания и индексе пения, хотя межимпульсный интервал наименьший из наблюдаемых, а основная частота синусоидальной песни наибольшая. И обучение, и среднесрочная память сильно нарушены, что вызвано не изменениями при генерировании вибрации, а модификациями другого компонента ритуала ухаживания — ориентации/преследования (неопубликованные данные). Применение установки для автоматической регистрации звукопродукции позволяет выявить нарушение обучения.

Анализ динамики импульсной и синусоидальной песен, а также их соотношения в норме, сразу после тренировки и через 3 часа интересен для сопоставления двух методик. Действительно, для Canton-S свойственно рефлекторное подавление ухаживания, что видно и при рассмотрении его динамики с учетом как всех элементов ухаживания, так и отдельно вибрации. Визуально регистрируемая вибрация крыла самца дрозофилы отражает импульсную песню, в связи с чем вполне закономерны ее изменения при обучении, а отклонения при звукоизлучении будут свидетельствовать о нарушениях условно-рефлекторного подавления ухаживания, что мы и видим для линии дикого типа Oregon-R. Одни и те же закономерности выявляются обеими методиками и для мутантной линии agnts3. Только автоматическая регистрация звукопродукции, как более тонкий и точный способ анализа поведения, выявляет снижение способности к обучению, связанное, по-видимому, с серьезными нарушениями параметров ухаживания. По всей видимости, обнаруженное своеобразие линии Oregon-R, является результатом уникального, 5-кратного уменьшения относительно Canton-S соотношения D/C изоформ LIMK1.

Выявляемое нами изменение соотношения изоформ LIMK1 в мозгу самцов Berlin и Oregon-R, возможно, является результатом изменений альтернативного сплайсинга гена limkl, причиной которого, по всей видимости, служат точковые мутации — трансверсии и трансцизии, а также инсерции и делеции у этих линий, выявляемые нами при проводимом секвенировании гена limkl (неопубликованные данные).

При сохранении баланса изоформ в мозгу самцов agnts3 отмечается высокий уровень LIMK1. Повышенный уровень содержания LIMK1 у самцов линии agnts3, возможно, связан с наличием в 3'-некодирующей области гена limkl инсерции (Медведева и др., 2008), которая может изменять его регуляцию.

По современным представлениям, один ген может регулироваться несколькими миРНК, а одна миРНК способна регулировать большое число генов (Medvedeva, Zhuravlev, Savvateeva-Popova, 2010). Кроме уже упомянутой miRNA-

134, регулирующей активность LIMK1, обнаружены miRNA-103 и miRNA-107, связывающиеся с 3'-UTR кофи-лина, основного субстрата LIMK1 (Yao et al., 2010). Репрессию ряда миРНК детектируют как на пресимптоматической стадии развития болезни Альцгеймера, так и непосредственно при выявлении симптомов (Schonrock et al., 2010).

miRNA-134 была обнаружена при использовании программы для биоинформационного анализа MicroInspector (Rusinov et al., 2005), мы решили обратиться именно к такому способу анализа. В этой связи был поставлен вопрос — несет ли район 3'-UTR гена limkl дрозофилы, содержащий вставку транспозона, сайты связывания микроРНК, регулирующих активность LIMK1. С использованием программы MicroInspector было выявлено 13 сайтов связывания мик-роРНК (Medvedeva, Zhuravlev, Savvateeva-Popova, 2010).

заключение

Созданная модель позволяет обратиться к экспериментальному изучению процессов регуляции с участием микроРНК на примере Drosophila melanogaster (Botella et al., 2009; Moloney et al., 2009; Rincon-Limas et al., 2010). Нервные сети насекомых устроены существенно проще, чем у млекопитающих, но обладают сходными функциональными возможностями и их работа основана на использовании общих молекулярных компонентов, кодируемых гомологичными генами (параллелизм функций по Л. А. Орбели и М. Е. Лобашеву).

благодарности

Работа поддержана грантом Российского фонда фундаментальных исследований №09-04-01208, проектом ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009—2013 годы, Программой РАН Биологическое разнообразие и Госконтрактом с Минобрнауки НИР №1.37.124.2011.

литература

1. Лобашев М. Е., 1961. Сигнальная наследственность // Исследования по генетике. Л.: изд-во ЛГУ. Под редакцией М. Е. Лобашева. Т. 1. С. 3-11.

2. Медведева А. В., Молотков Д. А., Никитина Е. А., Попов А. А., Карагодин Д. А., Баричева Е. М., Савватеева-Попова Е. В. 2008. Системная регуляция генетических и цитогенетических процессов сигнальным каскадом ремо-делирования актина: локус agnostic дрозофилы // Генетика. Т. 44. № 6. С. 669-681.

3. Попов А. В., Каминская А. Н., Савватеева-Попова Е. В., 2009. Поведение ухаживания, коммуникационное звуко-излучение и устойчивость к стрессу мутантов дрозофилы Drosophila melanogaster по гену agnostic, кодирующему LIMK1 // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. Т. 45. № 2. С. 184-190.

4. Попов А. В., Переслени А. И., Комарова А. Ю., Сав-ватеева-Попова Е. В., 2006. Устойчивость характеристик поведения ухаживания и коммуникационного звукоизлучения самцов Drosophila melanogaster к стрессорным воздействиям на разных стадиях онтогенеза // Сенсорные системы. Т. 20. №2. С. 131-140.

5. Попов А. В., Савватеева-Попова Е. В., Камышев Н. Г., 2000. Особенности акустической коммуникации у плодовых мушек Drosophila melanogaster // Сенсорные системы. Т. 14. С. 60-74.

6. Bamburg J. R., Bloom G. S., 2009. Cytoskeletal pathologies of Alzheimer disease // Cell Motil Cytoskeleton. Vol. 66. № 8. P. 635-649.

7. Bamburg J. R., Zheng J. Q., 2010. ADF/cofilin-mediat-ed actin dynamics regulate AMPA receptor trafficking during synaptic plasticity // Nat Neurosci. Vol. 13. № 10. P. 1208-1215.

8. Botella J. A., Bayersdorfer F., Gmeiner F., Schneuw-ly S., 2009. Modelling Parkinson's disease in Drosophila // Neuromolecular Med. Vol. 11. № 4. P. 268-80.

9. Edwards D. C., Gill G. N., 1999. Structural features of LIM kinase that control effects on the actin cytoskel-eton // J. Biol. Chem. Vol. 274. № 16. Р. 1135211361.

10.Endo M., Ohashi K., Mizuno K., 2007. LIM kinase and slingshot are critical for neurite extension // J. Biol. Chem. Vol. 282. № 18. Р. 13692-13702.

11.Ewing A. W., 1989. Arthropod bioacoustics: neurobiology and behavior // N. Y.: Cornel University Press.

12. Gao J., Wang W. Y., Mao Y. W., Graff J., Guan J. S., Pan L., Mak G., Kim D., Su S. C., Tsai L. H., 2010. A novel pathway regulates memory and plasticity via SIRT1 and miR-134 // Nature. Vol. 466. № 7310. P. 1105-1114.

13.Kamyshev N. G., Iliadi K. G., Bragina J. V. 1999. Dros-ophila conditioned courtship: two ways of testing memory // Learn Mem. Vol. 6 № 1. P. 1-20.

14.Maloney M. T., Bamburg J. R., 2007. Cofilin-mediated neurodegeneration in Alzheimer's disease and other am-yloidopathies // Mol Neurobiol. Vol. 35. №1. P 21-44.

15. Masliah E., 2000. The role of synaptic proteins in Alzheimer's disease // Ann N Y Acad Sci. Vol. 924. P. 68-75.

16.Medvedeva A. V., Zhuravlev A. V., Savvateeva-Popo-va E. V., 2010. LIMK1, the key enzyme of actin remodeling bridges spatial organization of nucleus and neural transmission: from heterochromatin via non-coding RNAs to complex behavior. In: Horizons in Neuroscience Research. Vol. 1. Ch. 4. P. 161-193.

17. Moloney A., Sattelle D. B., Lomas D. A., CrowtherD. C., 2010. Alzheimer's disease: insights from Drosophila melanogaster models // Trends Biochem Sci. Vol. 35. N 4. P. 228-235.

18. Nagata K, Ohashi K, Yang N., Mizuno K, 1999. The N-terminal LIM domain negatively regulates the kinase activity of LIM-kinase 1 // Biochem. J. Vol. 343 Pt1. P 99-105.

19. Rincon-Limas D. E., Casas-Tinto S., Fernandez-Funez P., 2010. Exploring prion protein biology in flies: genetics and be -yond // Prion. Vol. 4. № 1. P 1 -8.

20. Rusinov V., Baev V., Minkov I. N., TablerM., 2005. Micro-Inspector: a web tool for detection of miRNA binding sites in an RNA sequence // Nucleic Acids Res. Vol. 33 (Web Server issue): W 696-700.

21. Schilcher F von., 1976a. The role of auditory stimuli in the courtship of Drosophila melanogaster // Anim. Behav. Vol. 24. P 18-26.

22. SchilcherF. von., 1976b. The function of pulse song and sine song in courtship of Drosophila melanogaster // Anim. Behav. Vol. 24. P 622-625.

23. Schonrock N, Ke Y. D, Humphreys D, Staufenbiel M, Ittner L. M, Preiss T, Götz J., 2010. Neuronal micro RNA deregulation in response to Alzheimer's disease amyloid-beta // PLoS One. Vol. 5. №6. P e11070.

24. Schratt G. M, Tuebing F., Nigh E. A., Kane C. G, Sabatini M. E., Kiebler M., Geenberg M. E., 2006. A brain-specific microRNA regulates dendritic spine development // Nature. Vol. 439. №7074. P 283-289.

25. Siegel R. W., Hall J. C., 1979. Conditioned responses in courtship behavior of normal and mutant Drosophila // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. Vol. 76. № 1. P 3430-3434.

26. Yang C, Huang M., DeBiasio J., Pring M., Joyce M., Miki H, Takenawa T, Zigmond S. H, 2000. Profilin enhances

Cdc42-induced nucleation of actin polymerization // J Cell Biol. Vol. 150. №5. P 1001-1012. 27. Yao Jiaqi, Hennessey Tom, Flynt Alex, Lai Eric, Beal M. Flint, Lin Michae T., 2010. MicroRNA-Related Cofilin Abnormality in Alzheimer's Disease // PLoS ONE. Vol. 5. №12. P 1554615554.

EFFECT OF LIM KINASE 1 ISOFORM RATIO ON DROSOPHILA MELANOGASTER COURTSHIP BEHAVIOR: A COMPLEX APPROACH

A. N. Kaminskaya, E. A. Nikitina, T. L. Payalina, D. A. Molotkov, G. A. Zakharov, A. V. Popov, E. V. Savvateeva-Popova

■ SUMMARY: LIMK1 — is the key enzyme of actin remodeling which controls dendritic spine morphology necessary for synaptic plasticity during learning and memory formation. Conditioned courtship suppression paradigm and a set-up for communicative sound production during courtship were used to asses learning acquisition and memory formation in four Drosophila strains polymorphic for the limk1 gene harbored by the agnostic locus: the wild type strains Canton-S, Berlin, Oregon-R and the mutant аgn,s3. Behavioral performances were compared to the brain content and ratio of two LIMK1 isoforms in these Drosophila strains.

■ KEY WORDS: limkl; courtship; sound production; learning; mem.

Ф Информация об авторах Каминская Алена Николаевна — м. н. с.

Институт Физиологии им. И. П. Павлова, РАН, лаб. нейрогенетики. Санкт-Петербург, 199034 наб. Макарова, д.6, Россия. E-mail: kaminskayaan@mail.ru.

Никитина Екатерина Александровна — м. н. с.

Институт Физиологии им. И. П. Павлова, РАН, лаб. нейрогенетики. Санкт-Петербург, 199034 наб. Макарова, д.6, Россия. E-mail: 21074@mail.ru.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Паялина Татьяна Львовна — ст. лаб.

Институт Физиологии им. И. П. Павлова, РАН, лаб. нейрогенетики. Санкт-Петербург, 199034 наб. Макарова, д.6, Россия. E-mail: payalina@mail.ru.

Молотков Дмитрий Андреевич — ст. лаб.

Институт Физиологии им. И. П. Павлова, РАН, лаб. нейрогенетики. Санкт-Петербург, 199034 наб. Макарова, д.6, Россия. E-mail: momitek@mail.ru.

Захаров Геннадий Александрович — м. н. с.

Институт Физиологии им. И. П. Павлова, РАН, лаб. нейрогенетики. Санкт-Петербург, 199034 наб. Макарова, д.6, Россия. E-mail: Gennadiy.Zakharov@gmail.com.

Попов Андрей Владимирович — д. б. н., зав. лаб. Институт Эволюционной Физиологии и Биохимии им. И. М. Сеченова, РАН, лаб. нейроэтологии насекомых. 194223 Санкт-Петербург, пр. Тореза, д. 44, Россия. E-mail: office@iephb.ru.

Савватеева-Попова Елена Владимировна — д. б. н., зав. лаб. Институт Физиологии им. И. П. Павлова, РАН, лаб. нейрогенетики. Санкт-Петербург, 199034 наб. Макарова, д.6, Россия. E-mail: esavvateeva@mail.ru.

Kaminskaya Alena Nikolaevna — junior research worker. Pavlov Institute of Physiology, RAS, Lab. of neurogenetics. Saint-Petersburg, 199034 Makarova emb., 6, Russia. E-mail: kaminskayaan@mail.ru.

Nikitina Ekaterina Alexandrovna — Ph.D., senior research worker. Pavlov Institute of Physiology, RAS, Lab. of neurogenetics. Saint-Petersburg, 199034 Makarova emb., 6, Russia. E-mail: 21074@mail.ru.

Payalina Tatyana Lvovna — senior laboratory assistant. Pavlov Institute of Physiology, RAS, Lab. of neurogenetics. Saint-Petersburg, 199034 Makarova emb., 6, Russia. E-mail: payalina@mail.ru.

Molotkov Dmitry Andreevich — senior laboratory assistant. Pavlov Institute of Physiology, RAS, Lab. of neurogenetics. Saint-Petersburg, 199034 Makarova emb., 6, Russia. E-mail: momitek@mail.ru.

Zakharov Gennady Aleksandrovich — senior laboratory assistant. Pavlov Institute of Physiology, RAS, Lab. of neurogenetics. Saint-Petersburg, 199034 Makarova emb., 6, Russia. E-mail: Gennadiy.Zakharov@gmail.com.

Popov Andrey Vladimirovich — Head of the laboratory. Sechenov Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry of the Russian Academy of Sciences, Lab.of Neuroethology of Insects. 194223, Saint-Petersburg, pr. Torez 44, Russia. E-mail: office@iephb.ru.

Savvateeva-Popova Elena Vladimirovna — senior laboratory assistant. Pavlov Institute of Physiology, RAS, Lab. of neurogenetics. Saint-Petersburg, 199034 Makarova emb., 6, Russia. E-mail: esavvateeva@mail.ru.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.