UV to blue neuronal phototransduction mechanisms
紫外到蓝色神经元光转导机制
基本信息
- 批准号:9900018
- 负责人:
- 金额:$ 42.28万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2018
- 资助国家:美国
- 起止时间:2018-04-01 至 2023-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:ArousalBehaviorBehavioralBiologyBrainCellsComplexCoupledCouplesCuesCulicidaeDrosophila genusGTP-Binding Protein alpha Subunits, GsGTP-Binding ProteinsImageInsect ControlInsectaInvertebratesLateralLightMembraneMembrane PotentialsMolecular GeneticsMonitorMosquito ControlNeuronsOpsinOxidation-ReductionPathway interactionsPhotoreceptorsPhototransductionPhysiologyReaction TimeResearchResolutionRetinaRhodopsinSignal TransductionSleepSynapsesSystemTimeViolaVoltage-Gated Potassium ChannelWorkbasebehavioral responsecircadiancryptochromeflyimprovednovelpreferencesensorultraviolet
项目摘要
Cryptochrome (CRY) transduces ultraviolet and blue wavelength light to rapid changes in neuronal membrane
potential of lateral ventral circadian/arousal neurons in Drosophila brains by a redox based mechanism via
voltage-gated K+ channel beta subunits that express a functional redox sensor that couples light activated
CRY to depolarization of the neuronal membrane. Recently, we found that Rhodopsin 7 (Rh7) is an extra-
retinal opsin that also expresses in the lateral ventral neurons and transduces violet light to depolarization and
increased neuronal firing rate. Light activated Rh7 couples to multiple G-protein pathways. Thus, we have
contributed to the discovery of two novel phototransduction that occur in central brain neurons. CRY and Rh7
interact in the lateral ventral neurons, which receive a third photic input synaptically from external
photoreceptors. This raises a new set of questions of signaling interactions between redox-based CRY and a
G protein-coupled opsin in the same neurons along with further modulation from light driven synaptic inputs.
Using an integrative approach based on powerful molecular genetics and behavioral analysis and physiology,
we find that CRY expressed in fly neurons regulates UV phototaxis and other light driven behaviors including
executive choice. Our most recent work shows that these signaling mechanisms that drive complex light
response behaviors are highly sensitive to circadian time of day effects, even diurnal vs. nocturnal preferences.
The interactions between CRY and Rh7 provide precise time-of-day information to flies, which we can monitor
by circadian whole circuit imaging at single cell resolution. The opportunities are enormous because
heretofore, our understanding of short wavelength light sensing in invertebrates, including harmful insects such
as mosquitoes has been limited to retinal opsin-based phototransduction. We propose to determine how these
short wavelength phototransduction systems converge to a small number of neurons to drive light responses
and time of day behavior in flies and mosquitoes. Our research provides new opportunities to improve light
control of insects by understanding the fundamental biology of novel redox and G-protein based light signaling
mechanisms.
隐花色素 (CRY) 将紫外线和蓝色波长的光转变成神经元膜的快速变化
通过基于氧化还原的机制,果蝇大脑侧腹侧昼夜节律/唤醒神经元的潜力
电压门控 K+ 通道 β 亚基,表达耦合光激活的功能性氧化还原传感器
CRY 导致神经元膜去极化。最近,我们发现视紫红质 7 (Rh7) 是一种额外的
视网膜视蛋白也在外侧腹侧神经元中表达,并将紫光转变成去极化和
神经元放电率增加。光激活的 Rh7 与多种 G 蛋白途径偶联。因此,我们有
有助于发现中枢脑神经元中发生的两种新型光转导。 CRY和Rh7
在侧腹神经元中相互作用,该神经元从外部突触接收第三个光输入
光感受器。这提出了基于氧化还原的 CRY 和基于氧化还原的 CRY 之间的信号相互作用的一系列新问题。
同一神经元中的 G 蛋白偶联视蛋白以及光驱动突触输入的进一步调制。
使用基于强大的分子遗传学、行为分析和生理学的综合方法,
我们发现果蝇神经元中表达的 CRY 调节紫外线趋光性和其他光驱动行为,包括
行政选择。我们最近的工作表明,这些驱动复杂光的信号机制
反应行为对昼夜节律的影响高度敏感,甚至对白天与夜间的偏好也高度敏感。
CRY 和 Rh7 之间的相互作用为果蝇提供了精确的时间信息,我们可以监控这些信息
通过单细胞分辨率的昼夜节律全电路成像。机会是巨大的,因为
迄今为止,我们对无脊椎动物(包括有害昆虫,如
因为蚊子仅限于基于视网膜视蛋白的光转导。我们建议确定如何这些
短波长光转导系统汇聚到少量神经元以驱动光响应
以及苍蝇和蚊子一天中不同时间的行为。我们的研究为改善光线提供了新的机会
通过了解新型氧化还原和基于 G 蛋白的光信号传导的基本生物学来控制昆虫
机制。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Todd C Holmes其他文献
Todd C Holmes的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Todd C Holmes', 18)}}的其他基金
UV to blue neuronal phototransduction mechanisms
紫外到蓝色神经元光转导机制
- 批准号:
10621560 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 42.28万 - 项目类别:
UV to blue neuronal phototransduction mechanisms
紫外到蓝色神经元光转导机制
- 批准号:
10374057 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 42.28万 - 项目类别:
UV to blue neuronal phototransduction mechanisms
紫外到蓝色神经元光转导机制
- 批准号:
10388927 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 42.28万 - 项目类别:
Mechanism of cryptochrome-mediated photo transduction
隐花色素介导的光转导机制
- 批准号:
8502106 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 42.28万 - 项目类别:
Mechanism of cryptochrome-mediated photo transduction
隐花色素介导的光转导机制
- 批准号:
8706189 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 42.28万 - 项目类别:
Mechanism of cryptochrome-mediated photo transduction
隐花色素介导的光转导机制
- 批准号:
9090139 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 42.28万 - 项目类别:
相似国自然基金
职场网络闲逛行为的作用结果及其反馈效应——基于行为者和观察者视角的整合研究
- 批准号:72302108
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
摇摆桥梁三维动力学行为及地震响应规律研究
- 批准号:52308494
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
胶原纤维在增龄影响骨微观尺度断裂行为和增韧机制中的作用
- 批准号:12302403
- 批准年份:2023
- 资助金额:20 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于共识主动性学习的城市电动汽车充电、行驶行为与交通网—配电网协同控制策略研究
- 批准号:62363022
- 批准年份:2023
- 资助金额:32 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
基于脑电信号多域特征和深度学习的驾驶行为识别研究
- 批准号:62366028
- 批准年份:2023
- 资助金额:33 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
相似海外基金
The Role of Ethnic Racial Discrimination on the Development of Anxious Hypervigilance in Latina Youth
民族种族歧视对拉丁裔青少年焦虑过度警觉的影响
- 批准号:
10752122 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 42.28万 - 项目类别:
Dynamic neural coding of spectro-temporal sound features during free movement
自由运动时谱时声音特征的动态神经编码
- 批准号:
10656110 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 42.28万 - 项目类别:
Digital monitoring of autonomic activity to detect empathy loss in behavioral variant frontotemporal dementia
对自主活动进行数字监测以检测行为变异型额颞叶痴呆的同理心丧失
- 批准号:
10722938 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 42.28万 - 项目类别:
The Role of Autonomic Regulation of Attention in the Emergence of ASD
注意力自主调节在 ASD 出现中的作用
- 批准号:
10736951 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 42.28万 - 项目类别: