Cuticle sclerotization precursor N-β-alanyldopamine also plays a role in the regulation of larval phototactic behaviour in Drosophila melanogaster (Diptera: Drosophilidae)

Abstract

La fototaxis es un comportamiento rígido y estereotipado en los insectos. La respuesta de las larvas a la luz se puede evaluar mediante métodos relativamente simples, rápidos y repetitivos. Mutantes de Drosophila melanogaster Meigen (Diptera: Drosophilidae) permiten estudiar la respuesta de las larvas a estímulos sensoriales. En las larvas la respuesta a la luz está controlada por mecanismos circadianos. Analizamos la respuesta a la luz empleando larvas mutantes de D. melanogaster para el metabolismo de los N-β-alanil derivados (mutantes ebony y tan). Los adultos ebony muestran déficits de comportamiento: ritmos circadianos anormales y fuertes defectos en la visión; el mutante tan muestra déficit leve en la visión. Nuestros resultados mostraron que las larvas ebony presentaron una respuesta aleatoria a la luz, mientras que las de tan mostraron una respuesta similar a las salvajes. Evaluamos si los N-β-alanil derivados están involucrados en esta respuesta, alimentándolas con N-β-alanildopamina (NBAD), N-β-alanilhistamina (carcinina) o dopamina (DA). NBAD restauró la respuesta normal a la luz en larvas ebony; carcinina y DA no produjeron efecto. Los resultados sugieren, por primera vez, que el NBAD estaría implicado en la respuesta de las larvas a la luz, actuando sobre el sistema visual o mediante el control circadiano de ésta.

Phototaxis is a well-studied insect behaviour described as rigid and stereotyped. Larvalresponse to light can be assessed by a fast and highly repetitive assay like a half-dark/half-illuminatedplate. Drosophila melanogaster Meigen (Diptera: Drosophilidae) mutants can be used to study the response oflarvae to sensory stimuli. Adults of the ebony mutant show behavioural deficits such as abnormal circadianrhythms and severe defects in vision, whereas the tan mutants show a slight deficiency in vision. We analysedthe response of D. melanogaster mutant larvae for N-β-alanyl derivatives metabolism (ebony and tan) todetermine whether they also show abnormal phototactic behaviour. Our results showed that ebony larvaeexhibited a random response to light, whereas tan larvae showed a similar response to wild-type larvae. Toassess if N-β-alanyl derivatives metabolism might be involved in the response of larvae to light, we fed themwith N-β-alanyldopamine (NBAD), N-β-alanylhistamine (carcinine) or dopamine. NBAD restored the wtresponse in ebony larvae, whereas carcinine and DA produced no effect. These results suggest, for the first time, that NBAD might act as a neuroactive compound involved in the phototactic response of the D.melanogaster larvae.