生活在果蝇大脑中的细菌对它们的记忆力有惊人的影响

提高人类的记忆力用药丸或轻柔的颠簸仍然是一个实验性的想法,但新的研究表明,一种细菌自然存在于70%的昆虫种类在某些特定情况下可以提高他们的学习和记忆力。

中国的研究人员发现,果蝇感染了一种特定的菌株沃尔巴克氏体是1924年首次在蚊子中发现的细菌属,在将特定气味与奖励联系起来的测试中,比未感染的苍蝇表现更好。

沃尔巴克氏体感染多种昆虫器官,该属倾向于在生殖系统中发现,这意味着大多数研究倾向于关注细菌如何影响繁殖。用于防止埃及伊蚊蚊子来自传播登革热和其他病毒对人类来说,这些研究的结果对公共卫生来说是一个福音。

但有些沃尔巴克氏体菌株可以感染昆虫宿主的神经系统,包括大脑。

研究表明,雄性苍蝇感染了沃尔巴克氏体更具竞争力比他们未感染的雄性,并且细菌影响苍蝇的睡眠.

为了研究其他可能的影响,华中师范大学的生物学家Meng-Yan Chen及其同事感染了果蝇(果蝇沃尔巴克氏体wMelPop并测试了它们的记忆力与未感染的苍蝇的比较。

“作为wMelPop 已被证明是已知最强的登革热阻断菌株,其行为和生态后果w昆虫宿主的MelPop感染可能对控制虫媒疾病和农业害虫具有重要意义,“Chen及其同事在他们发表的论文中写.

除了阻止登革热病毒复制wMelPop菌株还缩短了其感染的蚊子的寿命,这些蚊子难以进食,并随着年龄的增长而变得“紧张”。这些神经系统影响被认为与如何wMelPop在脑组织中“大量增殖”,Chen及其同事解释.

由于观察到的脑组织损伤,研究小组认为wMelPop 可能会损害昆虫宿主(包括苍蝇)的学习和记忆。

“令我们惊讶的是,”陈和同事们,“我们观察到wMelPop感染仍能改善短期和长期记忆黑腹果蝇."

4 至 35 天龄的苍蝇暴露于两种气味中,其中一种与糖奖励配对,并在 2 分钟或 24 小时后测试它们对气味的回忆。

感染的幼蝇wMelPop在这两个测试中的表现都优于同龄未受影响的果蝇。w梅尔波普感染也增强了老年果蝇的记忆力,但该组中有四分之三在35天前死亡,再次显示出其限制寿命的影响。

进一步的分析揭示了果蝇脑组织中基因表达的明显变化:一些基因被打开,而另一些基因被调低。

“这些结果表明,wMelPop 感染果蝇可能通过改变头部宿主基因表达来增强昆虫宿主的记忆,“Chen及其同事报告.

增强记忆力的作用wMelPop 在果蝇对比先前记忆丧失的发现沃尔巴克氏体-感染黄蜂药丸虫,建议沃尔巴克氏体对记忆的影响取决于宿主物种,以及菌株.

研究人员推测,这与感染如何最好地通过每个宿主传播有关。例如沃尔巴克氏体剥夺寄生蜂的记忆产下一堆卵,这样它们就更有可能产下另一个卵,使细菌能够传播给更多的幼崽。但是在果蝇更大的机会沃尔巴克氏体传播给更多的幼蝇需要雌性苍蝇更聪明,这样它们才能找到食物,避免危险,并更有效地找到配偶。

不同的结果也可能让研究人员停下来考虑提高认识可能的昆虫意识大量研究演示示例昆虫情报.

该研究已发表在动物行为.

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