ゾンビの脳の代謝の変化と明らかな保存

一部の寄生虫は、動物の宿主の挙動を操作して伝播を増加させることができます。興味深い研究分野は、そのような異常な行動を示すまで、宿主神経生物学が微生物によってどのように操作されるかを理解することです。ここでは、寄生性微生物による行動操作の瞬間に昆虫の脳の代謝プロファイルを特徴付けます。私たちのモデルシステムは、寄生性菌菌菌flemingiae（= uniLateralis）に感染したアリで、宿主を殺す前にアリを操作して植物基板に登って噛みつきます（すなわちゾンビのアリ）。真菌による行動操作の瞬間、宿主の脳は、筋肉組織に広く侵入することが知られている真菌によって侵入されません。寄生虫に侵入されていないにもかかわらず、操作されたアリの脳は特に異なっており、神経調節物質の変化、神経変性の兆候、エネルギー使用の変化、および宿主によるストレス反応を示す抗酸化化合物を示すことがわかりました。既知の神経細胞保護機能を備えた真菌由来化合物であるエルゴチオニンは、ゾンビのアリの脳で高度に上昇していることがわかりました。

Some parasites can manipulate the behavior of their animal hosts to increase transmission. An interesting area of research is understanding how host neurobiology is manipulated by microbes to the point of displaying such aberrant behaviors. Here, we characterize the metabolic profile of the brain of an insect at the moment of the behavioral manipulation by a parasitic microbe. Our model system are ants infected with the parasitic fungus Ophiocordyceps kimflemingiae (=unilateralis), which manipulates ants to climb and bite into plant substrates, before killing the host (i.e. zombie ants). At the moment of the behavioral manipulation by the fungus, the host's brain is not invaded by the fungus which is known to extensively invade muscle tissue. We found that, despite not being invaded by the parasite, the brains of manipulated ants are notably different, showing alterations in neuromodulatory substances, signs of neurodegeneration, changes in energy use, and antioxidant compound that signal stress reactions by the host. Ergothionine, a fungal derived compound with known neuronal cytoprotection functions was found to be highly elevated in zombie ant brains suggesting the fungus, which does not invade the central nervous system, is preserving the brain.