Seymour Benzer y otros han utilizado mutaciones que afectan el comportamiento de estas moscas para aislar genes implicados en la visión, el olfato, la audición, el aprendizaje, la memoria, el cortejo, el dolor, y otros procesos.
Tras el trabajo pionero de Alfred Henry Sturtevant, Benzer y colegas utilizaron ginandromorfos (mosaicos sexuales) para desarrollar la nueva técnica de mapeo del destino. Esta técnica permitió asignar una característica particular a una ubicación anatómica específica. Por ejemplo, esta técnica demostró que el comportamiento de cortejo sexual masculino está controlado por el cerebro.
El mapeo del destino del ginandromorfos también proporcionó la primera indicación de la existencia de feromonas en esta especie. Los machos distinguen entre machos y hembras conespecíficos y dirigen el cortejo hacia las hembras, gracias a una feromona sexual específica que las hembras producen principalmente en sus tergitos (placas dorsales endurecidas del exterior del abdomen).
Experimentos y nuevas técnicas
Benzer utilizó la genética avanzada para investigar las bases genéticas de varios comportamientos, como la fototaxis , los ritmos circadianos y el aprendizaje al inducir mutaciones en una población de Drosophila y luego examinar a los individuos en busca de fenotipos alterados de interés. Para identificar mejor a los mutantes, Benzer desarrolló aparatos novedosos como el dispositivo de contracorriente, que fue diseñado para separar las moscas de acuerdo con la magnitud y dirección de su respuesta fototáctica. Los mutantes Benzer identificados para una amplia variedad de características: la visión ( nonphototactic , fototácticas negativo , y los ojos ausente ), la locomoción ( lento ,no coordinado ), sensibilidad al estrés ( enloquecido ), función sexual ( savoir-faire , infructuosa ), función nerviosa y muscular ( degeneración de fotorreceptores , caída-muerte ), y aprendizaje y memoria ( rutabaga , burro ).
Descubrimientos de Comportamiento
Benzer y el estudiante Ron Konopka descubrieron los primeros mutantes del ritmo circadiano. Se identificaron tres tipos distintos de mutantes: arrítmico, período acortado y período alargado. Todas estas mutaciones implicaron el mismo gen funcional en el cromosoma X e influyeron en el ritmo de eclosión de la población, así como en los ritmos de la actividad locomotora de las moscas individuales. Para monitorear la actividad locomotora de Drosophila , Benzer y el investigador postdoctoral, Yoshiki Hotta, diseñaron un sistema que utiliza luz infrarroja y células solares. Las tres mutaciones se mapearon en el cromosoma X, a una distancia de cero centimorgans, lo que indica que los fenotipos mutantes correspondían a alelos del mismo gen, que Konopka denominó período. Este fue el primero de varios estudios seminales de genes individuales que afectan el comportamiento, estudios que se han replicado en otros modelos animales y que ahora son la base del creciente campo de la biología molecular del comportamiento. En 1992, Benzer, en colaboración con Michael Rosbash, amplió este trabajo al mostrar que la proteína PER, cuyo período codifica, se encuentra predominantemente en el núcleo. El trabajo con mutantes del período fue catalítico en el estudio de los ritmos circadianos y sirvió para impulsar el campo hacia adelante.
El 2 de octubre de 2017, el Dr. Rosbash, junto con los Dres. Michael W. Young y Jeffrey C. Hall, recibieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en reconocimiento de su clonación de genes del ritmo circadiano, y la elucidación de los mecanismos bioquímicos por los cuales los productos proteicos del ritmo circadiano regulaban el comportamiento.
Descubrimientos en Neurodegeneración
Benzer estuvo a la vanguardia del estudio de la neurodegeneración en moscas de la fruta, modelando enfermedades humanas e intentando suprimirlas. También contribuyó al campo de la biología del envejecimiento, buscando mutantes con longevidad alterada e intentando diseccionar los mecanismos por los cuales un organismo puede escapar de la inevitable caída funcional y sus enfermedades asociadas. En 1998, Benzer y sus colegas Yi-Jyun Lin y Laurent Seroude publicaron los hallazgos de un mutante de larga vida en Drosophila , entonces llamado Matusalén. El gen mutante codificado para un miembro previamente desconocido de la familia GPCR . Al realizar pruebas contra el estrés por temperatura, se cree que estos mutantes tienen una mayor capacidad para responder al estrés y, por lo tanto, vivir más tiempo. Uno de los proyectos de investigación finales de Benzer fue sobre restricción de la dieta y la investigación de la longevidad. Se publicó un artículo, en ' ' Cell ' ', sobre el efecto de la longevidad de 4E-BP, un represor traduccional, después de la restricción dietética. Aunque la investigación se realizó antes de su muerte, el artículo fue publicado posteriormente y dedicado a su memoria.
