Temperature is a critical factor regulating various biological responses including behavior pattern and cellular metabolism. Most animals have abilities to track suitable temperature for their living, called thermotaxis, which is a consequence of specific neurobiological function, thermosensation. However, the molecular mechanisms of thermosensation are not clearly understood. Thus, I conducted screening to find molecules involved in the regulation of thermosensation. Consequently, I found that mutants for DSK (Drosulfakinin) ligand and one of two known receptors, DSK-D1 receptor, showed abnormal temperature preferences. DSK ligand is known to be enriched in CNS and suggested to act as hormones, modulators, or transmitters in CNS. To elucidate roles of these molecules in thermosensation, I generated loss-of-function mutants for two receptors for DSK ligand, DSK-D1 and DSK-D3, and using these new mutants, I confirmed similar results of temperature preferences with those from EP lines above. Consistently, the DSK-D1 receptor have low tolerance for high temperature. Interestingly, DSK-D1 and DSK-D3 receptors showed distinct expression patterns that DSK-D1 receptor was expressed mainly after early pupal period, while DSK-D3 receptor was expressed through whole developmental stages. In addition, using in situ hybridization, I found that DSK-D3 receptor was ubiquitously expressed during embryogenesis. Then, to determine spatial expression patterns for both DSK-D1 receptor and DSK-D3 receptor in CNS, I generated antibodies for these molecules. Using these antibodies, I found that DSK-D1 receptor was mainly expressed in specific glial cells in adult brain. Collectively, these results suggest that one of two DSK receptors, DSK-D1 receptor, mediates signal from DSK ligand to mediate thermosensation after pupal period at the specific region of adult brain.
온도는 생물체의 행동 양식과 세포 대사를 포함한 다양한 생물학적 반응을 조절하는 중요한 조절인자이다. 대부분의 생명체는 그들이 살아가는 데 있어서 적당한 온도를 찾아 갈 수 있으며, 이는 온도감지라는 특이적인 신경생물학적 기능의 결과로써 나타난다. 그러나 온도감지의 분자수준의 메커니즘은 잘 알려져 있지 않다. 그래서 나는 온도감지의 조절에 관여하는 분자들을 찾아 내기 위한 스크리닝을 수행 하였고, DSK와 그 수용체 중 하나인 DSK-D1의 돌연변이가 온도감지에 이상이 있는 것을 발견하였다.
DSK는 중추신경계에 존재하면서 호르몬, 모듈레이터, 트랜스미터로써 작용할 것으로 알려져 있는데, 온도감지 과정에서의 역할을 알아보기 위해 나는 두 개의 DSK 수용체인, DSK-D1,-D3의 새로운 기능 저하 돌연변이를 만들었고, DSK-D1 돌연변이만이 온도감지에 이상이 보이는 것을 확인하였다. 특이하게도 비슷한 수용체인 DSK-D1과 DSK-D3는 다른 발현 양상을 보였는데, DSK와 DSK-D3는 발생단계 전체에 걸쳐 발현되는 반면에 DSK-D1은 번데기 시기 이후에만 발현되었다. 그리고 중추신경계에서의 두 수용체의 발현 양상을 보기 위해 이들의 항체를 제작하였고, 이 항체를 이용해 DSK-D1이 성체 파리의 중추신경계의 특이적인 신경 교세포 에서 주로 발현되는 것을 확인하였다.
이로써 DSK의 두 수용체 중 DSK-D1 만이 번데기 시기 이후에 성체파리의 중추신경계의 신경 교세포 에서 발현되어 온도감지 과정을 조절하는 역할을 담당하는 것을 알 수 있다.
