《气味偏好的上下文依赖性逆转是由单个感觉神经元类型中反应的反转驱动的-杂志期刊论文发表》期刊简介
气味偏好的上下文依赖性逆转是由单个感觉神经元类型中反应的反转驱动的-杂志期刊论文发表
蒙扎林·汗，安娜·哈特曼，迈克尔?奥唐纳，玛德琳·皮乔内，安贾利·潘迪，赵品浩，诺埃尔?德怀尔，科妮莉亚?巴格曼，皮亚利森古普塔
出版日期： 2022年06月13日
抽象
单个气味剂的价和显著性由动物的先天偏好，习得的联想和内部状态以及气味剂呈现的背景来调节。气味价中与上下文相关的灵活性背后的机制尚不完全清楚。在这里，我们表明，当在一个额外的有吸引力的化学物质子集的背景下出现时，秀丽隐杆线虫对细菌产生的中链醇的行为反应从吸引力切换到回避。这种与上下文相关的气味偏好逆转是由单个AWC嗅觉神经元对中对这些醇的反应的细胞自主反转驱动的。我们发现，虽然中链醇抑制AWC嗅觉神经元以驱动吸引力，但这些醇反而激活AWC以促进在第二种AWC感闻气味剂的背景下呈现时的回避。我们表明，这些相反的反应是通过AWC内不同的气味导向信号转导途径的参与来驱动的。我们的结果表明，在单个感觉神经元类型内，替代细胞内信号通路的上下文依赖性募集传达了相反的享乐价，从而为外围的气味编码和鉴别提供了强大的机制。
引文： Khan M，Hartmann AH，O'Donnell MP，Piccione M，Pandey A，Chao P-H等人（2022）气味偏好的上下文依赖性逆转是由单个感觉神经元类型中反应的反转驱动的。PLoS Biol 20（6）：e3001677。https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001677
学术编辑： 克劳德·德斯普兰，纽约大学，美国
收到： 2021年11月8日;接受： 五月 16， 2022;发表： 六月 13， 2022
版权所有： ? 2022 Khan et al.这是一篇根据知识共享署名许可条款分发的开放获取文章，允许在任何媒体上不受限制地使用，分发和复制，前提是注明原作者和来源。
数据可用性： 图1-4和S1-S5所示的所有行为和钙成像实验的数值数据均以 https://doi.org/10.5281/zenodo.6537728 提供。所有其他数据都在论文及其支持信息文件中。
资金： 这项工作得到了美国国家科学基金会（www.nsf.gov）（IOS 165518和IOS 20142100 - P.S.，MRSEC 2011846布兰迪斯大学）和美国国立卫生研究院（www.nih.gov）（R35 GM122463 - P.S.，F31 DC015186 - A.H.）的部分支持。资助者在研究设计，数据收集和分析，出版决定或手稿准备方面没有任何作用。
竞争利益： 作者宣布不存在相互竞争的利益。
缩写： IAA，异戊醇;NGM，线虫生长培养基;投资回报率，感兴趣的地区;sIAA，饱和 IAA
介绍
生物体生活在复杂和动态的化学环境中。动物不断遇到浓度和时间特性波动的异质化学物质混合物，并提供有关食物、配偶、竞争者和捕食者的存在和位置的信息[1，2]。嗅觉系统的一个特别关键的任务是区分相关的化学线索。由于结构相关的化学物质对生物体可能具有明显的显著性[3]，因此必须识别和区分这些线索以引发适当的行为。特别是，动物需要区分复杂混合物中的单个化学物质，或者在连续存在的气味剂的背景下检测新化学物质的存在（例如，[4-7]）。上下文相关的气味鉴别可以通过整合和处理大脑中央区域的多个感觉输入来驱动（例如，[8-13]）。尽管在外围的单个感觉神经元类型或感觉素水平上起作用的机制也与这一过程有关[14-21]，但感觉神经元对介导气味鉴别和嗅觉行为可塑性的贡献尚不完全清楚。-杂志期刊论文发表
秀丽隐杆线虫使用一小部分感觉神经元感知并驾驭其复杂的化学环境[22-24]。单个化学物质的价态很大程度上取决于反应性感觉神经元类型，使得化学感觉神经元的不同子集驱动对不同化学物质的吸引或回避[25，26]。C中的每种化学感觉神经元类型。秀丽隐杆线虫表达多种化学感受器，这些化学感受器可能针对不同的气味剂进行调整，其中一部分可以在行为上被区分[27，28]。未能区分单个化学感觉神经元检测到的2种有吸引力的气味剂会导致对测试化学物质的吸引力丧失或减少，但不是厌恶[25]。相反，对通常有吸引力的化学物质的厌恶是经验和内部状态调节的结果[29-35]。化学物质价态中的经验和状态依赖性开关主要通过突触和电路水平的整合和可塑性介导[36-41]，并且尚未报道仅由感觉神经元反应的可塑性驱动。
在这里，我们报告了C中AWC感觉神经元对中链醇反应的上下文依赖性反转。秀丽隐杆线虫将行为的价态从吸引力转变为厌恶。我们展示了成年C。秀丽隐杆线虫被低浓度的细菌产生的中链醇吸引，例如1-己醇和1-庚醇（以下分别称为己醇和庚醇）。然而，当在AWC也能感知到的其他有吸引力的气味剂子集的均匀饱和背景的背景下呈现时，动物现在强烈排斥这些醇。己醇和庚醇在非饱和条件下抑制AWC以驱动吸引力，但在饱和气味条件下，这些化学物质反而激活AWC以促进避免。我们表明，这种上下文依赖性反应反转是由不同的下游细胞内效应器介导的，包括AWC中的Gα蛋白和受体胍基环基葡甲醚。这里描述的结果表明，在单个感觉神经元类型内，不同的细胞内信号通路的上下文依赖性参与不仅足以区分结构相关的化学物质，而且还足以传达相反的享乐价。
结果
中链醇可以吸引或排斥C。基于气味背景的秀丽隐杆线虫
交叉饱和度测定以前曾被用作C能力的量度。秀丽隐杆线虫在行为上区分2种挥发性气味剂[25]。在这些测定中，动物在均匀浓度的第二种饱和化学物质存在下用测试化学物质的点源进行挑战（图1A）。在这些条件下保持对测试化学品的反应的能力表明动物能够区分测试剂和饱和气味剂。
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图 1. AWC神经元分别在没有或存在sIAA的情况下驱动己醇的吸引或避免。
（A）（左）板化学性测定的卡通（见材料和方法）。填充和开放圆圈：每个测试气味剂或乙醇的位置1μl。阳性和阴性趋化指数分别表示吸引和回避。（右）野生型动物在对照或sIAA板上的行为。测试气味剂：BZ的1：200稀释，IAA的1：1，000稀释。（B）野生型动物在对照和sIAA平板上的行为，该板含有不同醇的指示稀释度作为测试气味剂。（C）行为测定中使用的微流体行为装置的示意图。改编自[42]。（D）平均直方图显示指示基因型动物在中心条纹为10的设备中20分钟内的平均相对x-y居住地（相对于空间气味模式）?4不带（左）或均匀浓度为 10 的十六进制?4设备中的 IAA（右）。每个检查菌株中的指示神经元通过半胱天冬酶的表达进行遗传消融（S1表）。平均相对居住地>1或<1（虚线垂直线）分别表示吸引和回避。相应的热图显示每个测定的y位置的轨迹密度。n = 每次测定20-30只动物;3个生物重复。（E）根据D所示的行为测定计算的趋化性指数。在A，B中，每个点是包含约100-200个成年雌雄同体的单个测定板的趋化指数。在至少3天内一式两份进行测定。在E中，每个点是行为芯片中单个测定的趋化指数。长横条表示均值;**， ***： P 分别< 0.01 和 0.001 （A， B： Kruskal–Wallis with post hoc pairwise Wilcoxon test 和 Benjamini–Hochberg method for P 值校正;E：具有邦弗罗尼校正的双向方差分析）;ns，不显著。基础数据以 https://doi.org/10.5281/zenodo.6537728 提供。BZ，苯甲醛;己醇， 己醇;IAA，异戊醇;sIAA，饱和IAA。
https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001677.g001
C中的AWC嗅觉神经元对。秀丽隐杆线虫对细菌产生的一个诱人化学物质亚群（包括苯甲醛、异戊醇（IAA）和短链醇1-戊醇）的低浓度有反应[25，41，43]。在存在均匀背景浓度的IAA的情况下，动物对IAA的点源无动于衷，但保留了对结构上不同的化学苯甲醛的点源作出反应的能力（图1A）[25]。为了研究AWC能够区分结构相关化学物质的程度，我们检查了对具有或不具有饱和IAA（以下简称sIAA）的直链醇的点源的反应。在sIAA中，对短链醇1-丁醇和1-戊醇的吸引力反应减少或废除，表明动物在很大程度上无法区分这些化学物质（图1B）[25]。秀丽隐杆线虫被长链醇如1-辛醇[25]强烈排斥;这种反应是通过以食物依赖性方式整合来自包括AWC在内的多个感觉神经元的感觉输入来介导的[27，44，45]。sIAA不影响1-辛醇的避免，尽管我们注意到即使在控制条件下也最大程度地避免使用这种化学物质（图1B）。这些观察结果表明，在sIAA中，AWC驱动的对主要由AWC感知的相关醇的子集的吸引力反应减少或消除，但由其他感觉神经元驱动的长期避免醇可能不会受到影响。
动物也被中链醇己醇和庚醇吸引（图1B）[25]。与在sIAA中观察到的短链醇的吸引力降低不同，sIAA中的动物强烈避免己醇和庚醇（图1B）。相比之下，己醇或庚醇的饱和度消除了对IAA点源的吸引力，但没有导致回避（S1A图）。许多化学物质在不同浓度下引发不同的行为（例如，[25，46-49]）。同样，蠕虫被吸引到低浓度，但被高浓度的己醇弱排斥（S1B图）。响应被转移到对sIAA中较低和强烈避免较高己醇浓度的漠不关心（S1B图）。我们推断，在所有浓度下，独特的潜在拮抗神经元通路介导对己醇的吸引和回避。吸引力在较低时占主导地位，在较高己醇浓度时回避。sIAA似乎抑制了吸引途径，从而促进了所有浓度下避免己醇的转变。这些结果还表明，动物无法区分IAA和己醇的吸引力，但能够这样做以避免。
促进吸引力的AWC嗅觉神经元对反而驱动在气味饱和条件下避免己醇
己醇和IAA交叉饱和吸引的能力表明，己醇吸引也由AWC介导。AWB、ASH和ADL感觉神经元对介导避免有毒醇，包括高浓度IAA[26]。我们测试了己醇吸引和回避是否需要AWC和一个或多个回避介导的感觉神经元。
为了更可靠地表征不同感觉神经元对己醇吸引和回避行为的贡献，我们使用微流体行为领域（图1C），以实现对刺激传递的精确时空控制以及单个蠕虫运动的自动跟踪[42]。动物单独分布在整个设备中，但在整个测定期间积聚在空间受限的IAA或己醇条纹内，表明吸引力（图1D和1E以及S1C和S1D和S1视频）。在整个设备中存在均匀的低浓度IAA的情况下，动物对指示响应饱和度的IAA中心条纹无动于衷（S1C和S1D图）。相比之下，在这些sIAA条件下，动物避免了中央己醇条纹（图1D和1E以及S1视频）。因此，微流体装置中的行为概括了在板趋化性测定中观察到的行为反应。
AWC通过半胱天冬酶的表达进行基因消融，或通过表达unc-103钾通道的功能获得等位基因而沉默的动物（S1表）[50]，不再强烈地被己醇吸引，而是表现出微弱的回避，表明AWC是己醇吸引力所必需的（图1D和1E以及S1E).AWC消融动物也未能被AWC感知的气味剂苯甲醛吸引，但没有被这种化学物质排斥[25]（S1F图）。在sIAA中，AWC消融或沉默的动物继续强烈避免己醇，这表明这种厌恶是由AWC以外的神经元类型介导的（图1D和1E以及S1E）。伤害感受神经元ASH型的遗传消融导致未能避免高浓度的ASH感测化学甘油（S1G图）[51]，但分别对没有或与sIAA一起的己醇的吸引力或避免只有轻微的影响（图1D和1E）。然而，无论条件如何，AWC和ASH都经过基因消融的动物对己醇无动于衷（图1D和1E）。我们的结论是，虽然AWC会激发对己醇的吸引力，但AWC或ASH都可以介导sIAA中己醇的避免。因此，典型的吸引力介导AWC感觉神经元对能够基于气味上下文驱动己醇回避。
AWC感测气味剂的饱和度细胞自主反转AWC中的己醇反应
为了研究AWC以上下文依赖性方式介导己醇吸引或回避的机制，我们接下来研究了己醇诱导的细胞内钙动力学变化。有吸引力的气味剂会降低AWC中的细胞内钙水平[43]。气味剂介导的AWC抑制以及气味去除时的去抑制和/或活化共同驱动吸引力[43，52]。我们首先证实，在AWC中表达遗传编码的钙指示剂GCaMP3的转基因菌株对己醇表现出与野生型动物相似的行为反应（S2A图）。接下来，我们评估了固定在微流体成像芯片中的动物的AWC钙动力学[53]，以响应己醇和sIAA浓度，这些浓度在微流体行为领域引起吸引和回避行为（图1D和1E）。
如前所述[43]，AWC中强烈吸引野生型动物的低IAA浓度降低，去除率增加，细胞内钙水平增加（S2B图）。在sIAA中，额外的IAA脉冲仅导致气味发作时AWC中钙水平进一步轻微下降（S2B图），与在这些饱和条件下对IAA的吸引力丧失相关（S1C和S1D图）。添加吸引野生型动物的低己醇浓度也降低了AWC中的钙水平（图2A和2B以及S2视频）。然而，在sIAA中，己醇反而显着增加AWC中的细胞内钙，这与这些条件下己醇的避免相关（图2A和2B以及S2C和S2视频）。使用较高和较低的己醇浓度也观察到sIAA中己醇诱发响应符号的反转（S2D图）。无论是己醇/IAA混合物，还是先暴露于IAA后再进行己醇脉冲，都不足以引起AWC中钙水平的增加（S2E和S2F图）。此外，在己醇饱和时，IAA引起较小幅度的可变响应，但没有反转响应（S2G图），这与动物在己醇饱和条件下对IAA无动于衷一致（S1A图）。
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图 2. 己醇介导的AWC抑制在饱和气味条件下被反转为活化。
（A， C， D， E， G） （左） AWC （A， C， D， E） 和 ASH （G） 中 GCaMP3 荧光在 30 秒脉冲 10 时的平均变化?4稀释指定的气味剂（实线）。成像芯片中存在饱和化学物质，浓度为 10?4稀释度由虚线表示。阴影区域是SEM（在A，G中，在C，D，E中居中）荧光强度变化的相应热图。热图中的每一行都显示来自不同动物的单个AWC（A，C，D，E）或ASH（G）神经元的响应;n ≥ 各15个。（右在C，D，E）在不饱和或饱和条件下，异味剂发病时峰值荧光强度变化的定量。每个点是来自单个神经元的响应。野生型己醇在对照条件下的响应数据与A、E的实验数据交错并重复。S2C图中显示了AWC在控制和sIAA条件下己醇诱发响应的原始痕迹。（乙、赫）量化AWC（B）和ASH（H）中非饱和或饱和条件下气味剂发病时的峰值荧光强度变化。每个点是来自单个神经元的响应。野生型数据来自 A（表示 B）和 G（表示 H）。AWC和ASH中unc-13（e51）和unc-31（e928）突变体的平均迹线和响应热图分别显示在S2H和S4C以及S4D图中。（F）动物对含有或不含有饱和苯甲醛的平板上未稀释的己醇的点源在10时的行为反应?4稀释。每个点是包含约100-200个成年雌雄同体的单个测定板的趋化指数。在至少3天内一式两份进行测定。长横条表示均值;错误是SEM.*，**，***：P分别<0.05，0.01和0.001和（C-F：曼恩-惠特尼-威尔科克森测试;B，H：Kruskal-Wallis与事后成对威尔科克森检验和Benjaminii-Hochberg方法进行P值校正）;ns，不显著。https://doi.org/10.5281/zenodo.6537728 提供了这一数字的基础数据。BZ，苯甲醛;1-庚醇庚;1-己醇十六进制;IAA，异戊醇;sIAA，饱和IAA。
https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001677.g002
动物也避免在sIAA中加入庚醇（图1B）;在这种情况下，AWC中的庚醇反应也是相反的（图2C）。AWC神经元对对气味剂亚群表现出双侧反应不对称[43，54，55]。大约90%的成像AWC神经元对己醇和庚醇有反应，有或没有sIAA（图2A和2C），这意味着无论条件如何，两个AWC神经元都能够对这些化学物质作出反应。在携带缺乏突触和肽传递的unc-13和unc-31突变等位基因的动物中，AWC中己醇驱动的钙增加和减少分别维持[56，57]（图2B和S2H），这表明这些反应是细胞自主介导的。然而，我们无法排除这些响应通过间隙结在部分细胞中非自主调节的可能性。
为了评估1种AWC感测气味剂的饱和度在多大程度上影响了对第二种AWC感测化学品的脉冲的反应，我们接下来检查了AWC中对不同气味剂/饱和气味剂组合的反应。我们首先测试了观察到的sIAA依赖性对己醇和庚醇的反应的反转是否延伸到额外的AWC感气味剂。然而，在sIAA中，苯甲醛继续降低AWC中的钙水平，尽管其振幅明显低于对照条件（图2D）。这些反应与sIAA中苯甲醛点源的吸引力降低（但不能避免）一致（图1A）。AWC中的钙水平也因有吸引力的化学物质二乙酰和吡嗪而显着降低（S3A和S3B图）。在sIAA中，我们再次观察到气味剂诱导的抑制幅度降低，但没有激活AWC（S3A和S3B图）。在sIAA（S3C图）中，对吡嗪的吸引力没有改变，可能是由于这种行为主要由AWA嗅觉神经元对驱动[25]。这些结果表明，在sIAA中，观察到的气味剂加入AWC时的响应反转可能仅由己醇和庚醇等特定化学物质引起。
接下来，我们测试了除IAA以外的AWC感测气味剂的饱和度如何影响AWC中的己醇反应。苯甲醛的饱和导致AWC中己醇驱动的钙增加，同时避免了类似于sIAA的己醇（图2E和2F）。然而，我们没有观察到饱和双乙酰基或吡嗪中类似的己醇介导的AWC活化（S3D和S3E图）。我们得出结论，在AWC中观察到的sIAA中反应征的反转在很大程度上是己醇和可能的庚醇特异性的。此外，己醇诱导的AWC活化仅限于AWC感测气味剂的子集的饱和（总结在S3F图中;参见讨论）。
ASH在没有饱和气味或存在饱和气味的情况下对己醇的反应相似
由于我们的行为实验表明ASH神经元也有助于避免己醇（图1D和1E），我们还检查了ASH中己醇诱导的反应。我们验证了在ASH中表达GCaMP3的转基因菌株对己醇表现出与野生型动物相似的行为反应（S4A图）。己醇在ASH神经元中引起强大的相位反应，己醇加成后快速瞬时升高（图2G）[58，59]。sIAA的响应动态相似，尽管与对照条件下的响应相比，己醇存在的响应峰值和响应基线始终较高（图2G和2H以及S4B）。
在突触传播中特异性缺陷的unc-13突变体中ASH中的己醇反应[56]与野生型动物中的相似（图2H和S4C）。然而，在神经肽信号传导缺陷的unc-31突变体中[56，57]，只有一部分动物在对照条件下对己醇有反应，尽管在sIAA中反应的比例更大（图2H和S4D）。此外，sIAA中己醇响应的动力学被改变，使得响应似乎是强直的（S4D图）。我们测试了来自AWC的肽基信号传导是否可以调节ASH中的己醇响应动力学。由于技术限制，我们无法评估AWC消融动物中ASH中的己醇反应。AWC中的感觉反应（包括己醇反应，见图4A）在动物突变体中被废除，用于tax-4环核苷酸门控通道[25，60];该通道亚基基因在ASH中不表达[60]。tax-4突变体中ASH中的己醇反应与unc-31突变体中的己醇反应相似（S4E图），这表明AWC或其他表达tax-4的神经元可能影响ASH中的己醇反应动力学。总之，这些结果表明，与我们在AWC中的观察不同，ASH中的己醇响应在sIAA中不反转。然而，虽然ASH可能对己醇有细胞自主反应，但这些反应可能被AWC或可能另一个表达tax-4的神经元调节。
ODR-3 Gα蛋白对于臭味饱和条件下AWC中己醇驱动的响应反转是必需的
为了探究AWC中上下文介导的己醇反应反演背后的分子机制，我们接下来测试了先前与AWC感觉信号转导有关的突变体的行为和己醇反应。在AWC中，气味剂与其同源受体的结合通过抑制受体鸟酰基环赖酶（如ODR-1和DAF-11）的活性和/或通过异质三聚体G蛋白促进一种或多种磷酸二酯酶的活性来降低细胞内环磷酸鸟苷（cGMP）水平（图3A）[26]。细胞内cGMP水平降低可关闭cGMP门控通道，抑制钙流入，并促进吸引力（图3A）[26，43]。在对照和sIAA条件下，AWC中己醇响应的反转表明，己醇可能在不同条件下通过AWC中不同的分子机制来引起响应。
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图 3. ODR-3 Gα蛋白是sIAA中己醇介导的AWC活化所必需的。
（A）AWC中嗅信号转导通路的卡通。改编自[61]。（B）平均居住直方图和热图，如图1D所示。n = 每次测定20-30只动物;3个生物重复。odr-3 cDNA在odr-1启动子下的AWC中表达。己醇的浓度为10?4.（C）从B所示的行为测定中计算的趋化性指数。每个点是行为芯片中单个测定的趋化指数。（D） （左）AWC中GCaMP3荧光对10脉冲的平均变化?4野生型和odr-3（n2150）突变体中的己醇。成像芯片中存在饱和化学物质，浓度为 10?4稀释度由虚线表示。（右）荧光强度变化的相应热图;n ≥ 各15个。对照条件下野生型己醇响应数据子集与图2A、2E和4C中的数据交错并重复;将sIAA中的野生型己醇响应数据与图4C中的实验数据交错并重复。S5C图中显示了AWC在控制和sIAA条件下己醇诱发响应的原始迹线。（E） 根据D所示数据，量化己醇气味剂在非饱和或饱和条件下发病时的荧光强度变化。每个点是来自单个神经元的响应。长横条表示均值;*， ***： P 分别< 0.05 和 0.001 （C： 2 路方差分析与 Bonferroni 校正;E：Kruskal-Wallis与事后成对威尔科克森检验和Benjamini-Hochberg方法进行P值校正）;ns，不显著。https://doi.org/10.5281/zenodo.6537728 提供了这一数字的基础数据。己醇， 己醇;IAA，异戊醇;sIAA，饱和IAA。
https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001677.g003
虽然AWC中的己醇和IAA受体尚不清楚，但多种Gα蛋白在AWC中表达，并且与该神经元类型中气味信号转导的介导有关（图3A）[26，62-64]。ODR-3 Gα 中功能突变丧失我/Gαo-like蛋白减少，但并不能完全消除对多种AWC感知化学物质（包括IAA）的吸引力[62，64-66]。odr-3零突变体继续被己醇吸引，表明这种Gα蛋白对于这种行为是可有可无的（图3B和3C以及S5A）。对于另外AWC表达的线虫特异性Gα基因gpa-2，gpa-3和gpa-13的动物突变体，以及所有3 gpa基因的三重突变的动物，也保留了被己醇吸引的能力（S5A图）。 相比之下，odr-3，但不是gpa单或三突变体，不再避免sIAA中的己醇，而是被吸引，类似于这些动物在控制条件下的行为（图3B和3C以及S5A）。gpa-3 gpa-13 odr-3三重突变体也被sIAA中的己醇吸引（S5A图）。己醇回避行为在AWC中特异性表达odr-3时被挽救（图3B和3C）。-杂志期刊论文发表
为了将神经元反应与行为相关联，我们接下来检查了odr-3突变体中AWC中己醇诱导的细胞内钙动力学。虽然己醇在野生型和odr-3动物中都降低了AWC中的细胞内钙浓度，但己醇未能增加odr-3突变体中sIAA中AWC中的钙水平（图3D和3E）。相反，己醇继续抑制这些动物（图3D和3E和S5C）中的AWC，这与odr-3突变体在sIAA中保持对己醇的吸引力一致。对观察到的表型的可能解释是，AWC中IAA介导的饱和可能需要ODR-3，导致在不饱和和饱和条件下odr-3突变体中产生相似的己醇诱发反应。与先前的工作表明，AWC在odr-3突变体中保留了对IAA的部分反应能力[41，65，67]一致，IAA降低了odr-3动物AWC中的细胞内钙水平，尽管与野生动物的反应相比，反应幅度和反应神经元的数量都减少了（S5B图).我们得出结论，己醇吸引力不需要ODR-3，但ODR-3对于sIAA中的己醇厌恶至关重要。然而，我们无法排除IAA在odr-3突变体中不完全和/或双侧饱和AWC的可能性，从而导致在己醇诱导的这种神经元类型的激活中观察到缺陷。
己醇介导的抑制但不激活AWC需要ODR-1受体鸟酰基环化酶
接下来，我们询问己醇是否在没有或存在sIAA的情况下通过AWC中不同的下游效应子途径起作用，以分别降低或增加细胞内钙水平。己醇的活化和抑制在tax-4环状核苷酸门控通道的动物突变体中被消除，表明这两种反应都需要cGMP信号传导（图4A）。然而，虽然odr-1突变体也未能被己醇吸引，而是被弱排斥（图4B），但这些动物在sIAA中强烈避免了己醇（图4B），表明ODR-1对于避免己醇是可有可无的，但对于吸引是必需的。
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图 4. ODR-1受体胍基环化酶是己醇诱导抑制所必需的，但不是激活AWC所必需的。
（A， C） （左）AWC中GCaMP3荧光对10脉冲的平均变化?4野生型，tax-4（p678）和odr-1（n1936）动物中的己醇。成像芯片中存在饱和化学物质，浓度为 10?4稀释度由虚线表示。阴影区域是SEM.（中）荧光强度变化的相应热图显示在右侧。热图中的每一行都显示了来自不同动物的单个AWC神经元的反应;n ≥ 各15个。对照野生型数据与A、C的实验数据交错;在这些面板中重复控制条件下的野生类型数据子集。对照和sIAA条件下的野生型数据子集也与图3D中的实验数据交错并重复。（右）在不饱和或饱和条件下己醇开始时荧光强度变化的定量。每个点是来自单个神经元的响应。S5C图中显示了AWC在控制和sIAA条件下己醇诱发响应的原始迹线。（B）指示基因型的动物对1：10的点源己醇在有或没有sIAA的平板上的行为反应，在10?4稀释。每个点是包含约100-200个成年雌雄同体的单个测定板的趋化指数。在至少3天内一式两份进行测定。长横条表示均值;错误是SEM.*，**，***：P分别<0.05，0.01和0.001（Kruskal-Wallis与事后成对威尔科克森测试和Benjaminii-Hochberg方法进行P值校正）。（D）提出的己醇介导的以气味环境依赖方式抑制和活化AWC的模型。有关详细信息，请参阅文本。（E）在对照条件下，己醇抑制AWC，AWC驱动的吸引力主要于ASH驱动的回避。在饱和条件下，己醇激活AWC和ASH;任何一个神经元都可以驱动回避。AWC可以通过肽信号传导（灰色虚线箭头）调节ASH己醇反应。https://doi.org/10.5281/zenodo.6537728 提供了这一数字的基础数据。BZ，苯甲醛;己醇， 己醇;IAA，异戊醇;sIAA，饱和IAA。
https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001677.g004
尽管ASH不表达odr-1，但AWC中的cGMP信号传导先前已被证明可以通过间隙结网络调节ASH对伤害感受性化学物质子集的反应[68]。在一个模型中，无论气味条件如何，odr-1突变体的AWC中己醇反应都可能丢失，并且己醇的避免可能仅由ASH驱动。或者，AWC可以保留在odr-1突变体中被己醇激活但不被己醇抑制的能力。为了区分这些可能性，我们研究了己醇诱导的odr-1突变体中AWC钙动力学的变化。虽然IAA引起的反应显著降低但幅度可变，但己醇诱发的反应在Odr-1突变体（图4C、S4B和S5C）的AWC中基本被废除，这与这些动物无法被任何一种化学物质吸引相一致[25，66，69]。然而，在sIAA中，己醇再次显着增加odr-1突变体（图4C和S5C）中AWC中的细胞内钙水平，与这些突变体保持避免己醇的能力相关。这些结果表明，虽然己醇通过ODR-1作用以抑制AWC并在对照条件下驱动吸引力，但在sIAA中，己醇通过ODR-1非依赖性途径激活这些神经元并促进厌恶。
DAF-11受体胍基环化酶也是AWC中感觉转导所必需的，并且已被提议与ODR-1异源二聚化[69-72]。我们分别测试了己醇介导的抑制或激活AWC是否需要DAF-11，分别在对照或sIAA条件下。在daf-11（m47）突变体（S5D图）中消除了对己醇的反应，类似于我们在odr-1突变体中的观察结果（图4C），表明ODR-1和DAF-11都是己醇诱导的AWC抑制所必需的。然而，在sIAA条件下，daf-11突变体亚群的细胞内钙水平再次增加，以响应己醇，尽管频率低于野生型动物（S5D图）。与保留对IAA的部分反应的odr-1突变体不同（S5B图），IAA反应在daf-11动物中基本上被废除（S5E图）。我们推断，虽然DAF-11可能是驱动sIAA中己醇诱导的AWC激活的部分必要条件，但额外的DAF-11和ODR-1非依赖途径可能有助于在这些条件下己醇诱导的AWC激活（参见讨论）。
讨论
在这里，我们展示了C的行为反应。秀丽隐杆线虫与食物相关的气味在第二种有吸引力的化学物质的持续存在下从吸引力倒置为避免。我们发现，这种行为反转与单个嗅觉神经元类型中气味反应的反转相关，该反应通过在不同化学环境中参与不同的细胞内信号转导途径。神经元的双向反应，例如下部脊椎动物的顶眼光感受器对蓝光或绿光，果蝇的嗅觉神经元对不同气味的反应，以及C。据报道，秀丽隐杆线虫感觉神经元对不同浓度的气味剂[19，67，73-76]。在这项工作中，我们描述了一种机制，通过该机制，相同浓度的化学物质以单一化学感觉神经元类型以上下文依赖性的方式唤起双向感觉反应，并提出相关原理可能是刺激编码和刺激跨感觉模式的歧视方面的基础。
在对照条件下，我们提出己醇（可能还有庚醇）通过其在AWC和Gα蛋白中的同源受体（ODR-3除外或作为ODR-3之外）起作用，以抑制ODR-1和DAF-11受体鸟酰基基葡甲酶，以关闭TAX-2/TAX-4通道并降低细胞内钙浓度（图4D）[43]。然而，在存在饱和AWC感知化学物质的子集的情况下，己醇受体通过ODR-3 Gα蛋白起作用以增加cGMP水平并打开TAX-2 / TAX-4通道，从而增加细胞内钙以激活AWC（图4D和4E）。预计AWC可表达至少6种受体鸟酰基环基酶，包括ODR-1和DAF-11，以及5种磷酸二酯酶[77]。ODR-3可以激活DAF-11和除ODR-1以外的其他胍基环基葡糖酶，和/或抑制一种或多种磷酸二酯酶以增加sIAA中的细胞内cGMP水平（图4D）。我们的研究结果表明，气味剂介导的可能不同受体和Gα蛋白的参与指导AWC中不同的下游信号通路的调节，以驱动神经元和行为反应中上下文依赖性的可塑性。该模型还解释了IAA使AWC饱和并切换DAF-11突变体中AWC中己醇诱发反应的标志的能力，尽管这些神经元在控制条件下无法对这种气味剂作出反应。在不同的气味环境中，不同信号通路的参与表明，观察到己醇/庚醇诱导的细胞内钙水平的增加不太可能仅仅是由于去抑制，而是代表刺激驱动的神经元反应。己醇诱导的AWC抑制可能覆盖ASH中的响应，以驱动在控制条件下对低己醇浓度的强烈吸引力，但在饱和气味的子集中，AWC或ASH的活化足以驱动在这些浓度下避免己醇（图4E）。其他机制可以发挥作用，以推动在对照或sIAA条件下避免高浓度的己醇。
在不同的气味饱和条件下，己醇如何参与不同的下游效应途径？IAA占据共享受体可能会拮抗己醇结合，并通过替代AWC表达的己醇受体驱动己醇介导的不同信号通路的激活。混合物中气味剂对嗅觉受体的拮抗作用现已被广泛描述，并显示其在刺激编码和气味鉴别中起作用[15，17，78-81]。然而，IAA和己醇的混合物不会激活AWC，并且与结构上不同的化学苯甲醛的饱和度也足以激活这种神经元类型。尽管我们无法排除AWC感知化学物质的子集共享一个广泛调谐的受体的可能性，该受体根据气味环境改变神经元反应[18，82]，但我们赞成IAA或苯甲醛（而不是二乙酰或吡嗪）的饱和度改变神经元状态和信号传导，然后通过中链醇受体决定细胞内信号通路的不同使用以引发不同的感觉反应。 在IAA或苯甲醛饱和条件下，可以对尚未确定的己醇（和庚醇）受体进行修饰，以促进配体结合后与不同效应途径的偶联[83-85]。或者，AWC感觉纤毛膜内信号传导复合物的差异区室化可能促进在不同神经元信号传导条件下使用不同的信号转导机制[66，86-89]。
IAA和苯甲醛等气味剂来自细菌物种中的氨基酸降解途径，这些途径是C的首选有吸引力的食物来源。秀丽隐杆线虫 [90–93].相反，己醇是通过细菌的链伸长产生的，这些细菌可能是食物来源差和/或C的致病性。秀丽隐杆线虫 [94].我们推测C。秀丽隐杆线虫可能被产生己醇的细菌吸引，在这些细菌是唯一可用的食物来源的条件下。然而，在存在表明存在更有营养的细菌的气味的情况下，蠕虫避免己醇可能是有利的。与双乙酰和吡嗪等化学物质相比，AWC中己醇诱导的反应反转对于在存在其他主要由AWC感知的有吸引力的气味剂的情况下驱动适应性食物选择行为可能特别重要，而双乙酰和吡嗪等化学物质的吸引力主要由其他嗅觉神经元类型驱动[25]。
先前已被证明，由AWC和其他感觉神经元驱动的行为可塑性在很大程度上是通过调节电路中的突触传递来调节的，初级感觉反应几乎没有变化[29，36，95-99]。与感觉神经元突触输出的调节相比，细胞内信号通路的差异使用的潜在优势是能够区分该神经元感知到的每个刺激，并做出差异性反应，以响应气味环境的急性变化。这种机制对于多峰感觉神经元（例如C中的多峰感觉神经元）特别有利。秀丽隐杆线虫[26]其中单个感觉神经元类型内不同信号通路的状态依赖性参与可能使动物更有效地评估单个嗅觉线索的显着性。在表达不同化学物质的多个配体门控离子通道受体的果蝇味觉神经元中也描述了复杂的化学反应策略，并且可能代表生物体有效编码刺激特性的一般机制[100，101]。随着对不同生物体中感觉细胞的信号传导成分进行更全面的描述[77，102-105]，下一步具有挑战性的是评估在动物在野外遇到的不同条件下如何使用不同的细胞内和细胞间途径，以及如何通过电路转换这种反应灵活性以驱动适应性行为反应。
材料和方法
菌株和生长条件
所有 C.除非另有说明，否则秀丽隐杆线虫菌株在线虫生长培养基（NGM）上维持在20°C。在行为测定前5天，将每个基因型的10个L4幼虫挑选到10厘米测定生长板（第1天），并在4天后（第5天）在行为和钙成像测定中测试年轻人。动物始终在喂养良好的条件下饲养。为了标准化生长条件，NGM平板用细菌接种如下：通过接种10μl起始OP50培养物（从单个菌落在LB中生长约2小时）每1LSuperBroth培养基（3.2%w / v色後，2.0%酵母提取物，0.5%NaCl）来培养浓缩的大肠杆菌OP50。用低浓度的抗生素庆大霉素（300ng / ml;Sigma G1397）约4小时，在4°C下离心20分钟，并将所得沉淀重悬于75ml S-基底缓冲液中。将浓缩的细菌食物储存在-80°C并根据需要解冻到种子板（1ml / 10cm板）中。
所有菌株均使用标准遗传程序构建。通过基于PCR的扩增和/或测序证实了突变的存在。将 odr-1p：：odr-3：：SL2：：mCherry （PSAB1269） 质粒以 10 ng/μl 与 unc-122p：：gfp 共注射标记物一起以 50 ng/μl 注射，以产生转基因救援菌株。在使用多个独立的转基因品系的初始实验中确认表达模式和表型，并选择单个品系进行进一步分析。除daf-11（m47）中的钙成像实验外，所有钙成像实验均使用在AWC中特异性表达GCaMP3的菌株进行，该菌株来自稳定集成的转基因（oyIs91;S1 表）。我们无法产生携带oyIs91的daf-11（m47）菌株，可能是由于这些等位基因的遗传连锁。因此，使用染色体外阵列表达的odr-1p：：GCaMP3进行daf-11中的钙成像。使用以20ng / μl注射的odr-1p：GCaMP3（PSAB1201）质粒和以30ng / μl注射的unc-122p：mCherry共注射标记物产生转基因动物。检查来自2个独立获得的品系的动物。
本工作中使用的菌株的完整列表在S1表中提供。
分子生物学
使用标准限制性内切酶克隆（PSAB1269）将odr-3 cDNA克隆到含有约1.0 kb上游odr-1调控序列的蠕虫表达质粒中[62]。
板化学性测定
根据先前发表的方案进行趋化性测定[25，106]。在10cm方形或圆形板上进行测定，两端有一个或两个1μl气味剂斑点和稀释剂乙醇，在每个点上与1μl1M叠氮化钠一起固定蠕虫。根据需要将气味剂在乙醇中新鲜稀释。使用相同的方案进行饱和度测定，除了在倒入板之前将相关气味剂添加到测定琼脂中（1μl气味剂在10?4稀释/10毫升琼脂）。用S-Basal从生长板上洗下动物，然后用S-Basal洗涤两次，用Milli-Q水洗涤一次。将洗涤的动物放置在测定板的中心，并使其移动一小时。在测定结束时量化与气味和乙醇斑点相邻的2个水平行中的蠕虫数量。每天至少进行一次测定;数据来自至少3天内进行的生物学独立测定。
渗透规避试验
渗透规避行为测定基本上如前所述[107，108]。将10只年轻的成年蠕虫在没有食物的情况下转移到琼脂平板中，并使其恢复至少2分钟。然后将它们放置在NGM板的中心，该板具有含有溴酚蓝的8M甘油环（Sigma B0126）。10分钟后计算环内和外的蠕虫数量。
微流体行为检测
使用定制设计的微流体装置（https://doi.org/10.5281/zenodo.6537728）按照已发表的方案进行微流体测定[42]。组装的微流体装置在真空干燥器中脱气约30分钟，然后通过出口将5%v / v泊洛沙姆表面活性剂（Sigma P5556）与2%二甲苯氰醇（2mg / ml）溶液加载。这些步骤确保了竞技场在装载蠕虫和刺激水库之前没有气泡。缓冲和刺激通过重力从升高的储层流出，并用手动鲁尔阀控制。将20至30只年轻的成年动物转移到非种子平板中，并用S-基底缓冲液填充以除去任何残留的细菌。然后将蠕虫转移到管中，并通过注射器轻轻地装载到充满缓冲液的竞技场中。在让蠕虫分散到整个竞技场（约5分钟）之后，气味刺激的流动开始了。三条平行的条纹流经刺激;2个外部条纹由缓冲液组成，中央条纹包含气味剂。向气味剂中加入总共2%二甲苯氰醇（2mg / ml）以进行可视化和跟踪。对于IAA饱和度测定，除了中间条纹中的刺激性气味剂外，10?4IAA被纳入所有缓冲和刺激水库。在PixelLink相机上以2 Hz录制电影，而蠕虫暴露于20分钟的持续气味中。每次实验后，用水冲洗设备并在乙醇中浸泡过夜以除去任何残留的气味剂。在使用设备进行额外测定之前，将芯片在水中冲洗并在50°C下烘烤至少4小时，以蒸发任何残留的乙醇气味和液体。通过缓冲液-缓冲液对照测定验证了清洁过程，其中蠕虫没有表现出空间偏好。
所有电影采集、处理和随后的行为分析都是通过修改后的自定义 MATLAB 软件执行的 [42]（https://doi.org/10.5281/zenodo.6537728）。数据可视化和数字是使用RStudio（版本1.3.959）生成的。在多天内对每种情况进行至少3次测定，并计算与空间刺激相关的平均相对居住位和趋化指数。简而言之，将Y位置数据装箱到每个测定的50个箱子中。相对居住地的计算方法是：计算 50 个 y 位置条柱中每个条柱中每个轨道的轨迹数，并将每个计数除以所有 50 个条柱的平均计数数。平均住院时间直方图显示 3 种检测/条件下每个 y 位箱的这些住院医师值的平均值。趋化指数计算为（缓冲液中气味剂内轨道的归一化数量）/归一化轨道总数。通过计算#轨道X（竞技场的总长度/相应缓冲区或气味区域的长度）对轨道编号进行了归一化。使用二甲苯氰醇染料的亮度数据确定含有气味剂的条纹边界。为了考虑整个设备的可变亮度，使用线性回归拟合对亮度值进行了归一化。边界被标识为使用归一化亮度数据的第一和第二个亮度值符号开关。
钙成像
如前所述，使用改进的定制微流体装置进行钙成像[53，109]。成像是在奥林巴斯BX52WI显微镜上进行的，该显微镜带有40×油物镜和滨松逆戟鲸CCD相机。录音以4 Hz进行。将所有气味剂在S-Basal缓冲液中稀释，并将1μl20μM荧光素加入其中一个通道以确认正确的流体流动。IAA饱和度测定在所有通道中包括IAA（1：10，000），包括蠕虫上样缓冲液。在S-基底缓冲液中加入总共1mM（?）-盐酸四米索（Sigma L9756）以麻痹体壁肌肉并保持动物静止。为了防止芯片堵塞，泊洛沙姆表面活性剂（Sigma P5556）也在装载蠕虫时添加到S-Basal中。AWC和ASH感觉神经元中气味诱发的钙瞬变在存在或不存在这些化学物质的情况下是相似的。AWC和ASH神经元被成像1个周期的30秒缓冲液/ 30秒气味/ 30秒缓冲刺激。对于暴露前实验，将动物转移到对照或IAA饱和趋化性板上。在趋化性平板上放置1小时后，将动物装入钙成像芯片中。每只动物在从板中取出后约5分钟内成像。成像也在缓冲液存在下进行，以确保观察到的神经元反应是对气味刺激而不是人工制品的反应。
使用模板匹配插件将记录的图像堆栈与斐济对齐，并裁剪到包含单元格主体的区域。通过勾勒出所需的细胞体来定义感兴趣区域（ROI）;使用背景减去ROI的荧光强度进行后续分析。为了校正光漂白，指数衰变与成像前30秒和最后20秒（刺激之前和之后）的荧光强度值相吻合。从原始强度值中减去生成的曲线。振幅计算为荧光的最大变化（F-F0）在气味添加后的10秒内;F0设置为平均 ΔF/F0气味发作前 5 秒的值。数据可视化和数字是使用RStudio（版本1.3.959）生成的。适用于定制微流控嗅觉芯片的光掩模设计可供使用[53]（https://doi.org/10.5281/zenodo.6537728）。报告的数据是从生物学独立实验中收集的，至少持续2天。
统计分析
Excel（Microsoft）和GraphPad Prism版本9.0.2（www.graphpadpad.com）用于生成所有趋化性板测定数据。板材趋化指数和峰值 ΔF/F0使用Mann-Whitney-Wilcoxon测试分析比较2组的振幅数据;使用Kruskal-Wallis检验分析了比较2组以上组的数据，然后使用事后成对Wilcoxon检验和Benjamini-Hochberg方法进行P值校正。由于微流体行为测定的趋化性指数来自测定过程中动物位置的连续分布数据，因此使用双向方差分析这些数据，然后进行Bonferroni的多重比较试验。所有统计分析均在R（https://www.R-project.org/）和RStudio（http://www.rstudio.com),和 GraphPad Prism 版本 9.0.2（www.graphpadpad.com）。所使用的测试在相应的图例中指示。
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在sIAA中，对己醇的吸引力转变为厌恶。
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S1 图 在sIAA中，对己醇的吸引力转变为厌恶。
（A）野生型动物在对照板或饱和己醇或1-庚醇的平板上的行为（在10?4稀释）。测试气味剂：1：1，000稀释的IAA。（B）野生型动物在对照或sIAA板上对己醇指示浓度的行为。（C）平均居住直方图和热图，如图1D所示。n = 每次测定20-30只动物;3个生物重复。测试气味剂：1：9，000稀释的IAA。（D）从C所示的行为测定中计算的趋化性指数。（E）指示基因型的动物在对照或sIAA板上对未稀释的己醇的行为。odr-1启动子用于驱动AWC中的unc-103（gf）[110]。（F）指示基因型的动物在1：200稀释的苯甲醛中的行为。（G）显示的是指示基因型的动物逃离8M甘油环的百分比。在A，E，F中，每个点是包含约100-200个成年雌雄同体的单个测定板的趋化指数。在至少3天内一式两份进行测定。在B中，每个点是3-4个独立测定的平均趋化指数，每个点约100-200只动物。在D中，每个点是微流体芯片中单个测定的趋化指数。在G中，每个点代表10只动物的单个渗透规避测定。长横条表示均值;错误是SEM. *， **， ***： P < 0.05， 0.01， 和 P 分别< 0.001 （A， B， E， Kruskal–Wallis 与事后成对 Wilcoxon 检验和 Benjamini-Hochberg 方法用于 P 值校正， F， G， 曼恩–惠特尼–威尔科克森检验， D， 双向方差分析与 Bonferroni 校正）。基础数据以 https://doi.org/10.5281/zenodo.6537728 提供。IAA，异戊醇;sIAA，饱和IAA。-杂志期刊论文发表
https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001677.s001
（每股收益）
S2 图 己醇介导的AWC抑制和活化可能在很大程度上是细胞自主的。
（A）野生型动物或在AWC中odr-1启动子下表达GCaMP3的动物的行为，在有或没有sIAA的平板上以1：10的比例来源稀释己醇?4稀释。每个点是包含约100-200个成年雌雄同体的单个测定板的趋化指数。在至少3天内一式两份进行测定。长横条表示均值;**： P < 0.01 （Kruskal–Wallis with post hoc pairwise Wilcoxon test and Benjamini–Hochberg method for P value correction）;ns，不显著。（B， D， E， F–H） （左） AWC 中 GCaMP3 荧光的平均变化响应于指示的气味剂的脉冲（实线）。成像芯片中存在饱和化学物质，浓度为 10?4稀释度由虚线表示。使用的测试气味剂浓度为10?4除非另有说明。在F中，动物被预暴露在10?4稀释 IAA（参见方法）。阴影区域是SEM（在B，D，G中居中，在E，F，H中右）荧光强度变化的相应热图。热图中的每一行都显示了来自不同动物的单个AWC神经元的反应;n ≥ 各14个。（右在 B，D，G 中）在不饱和或饱和条件下，异味剂发病时峰值荧光强度变化的定量。每个点代表来自单个神经元的响应。对照野生型IAA响应数据与B、G的实验数据交错并重复。S2E图中野生型对照对己醇的响应与图2A和2E中的实验数据交错，图3D中的数据子集重复。长横条表示均值;***：P <0.001（B，G，Mann-Whitney-Wilcoxon检验，D，Kruskal-Wallis与事后成对威尔科克森检验和Benjamini-Hochberg方法进行P值校正）。H中响应的量化如图2B所示。H中的等位基因分别为unc-13（e51）和unc-31（e928）。（C）AWC响应10的原始荧光变化痕迹?4己醇在对照和sIAA条件下对应于图2A所示的数据。基础数据以 https://doi.org/10.5281/zenodo.6537728 提供。己醇， 己醇;IAA，异戊醇;sIAA，饱和IAA。
https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001677.s002
（每股收益）
S3 图例 AWC 中上下文相关的反应反转特定于特定的气味剂组合。
（A，B，D，E）（左）AWC中GCaMP3荧光响应指示的气味剂脉冲（实线）的平均变化。成像芯片中饱和化学物质的存在由虚线表示。着色区域是 SEM。饱和和测试化学品的浓度：IAA 为 10?4，10 时的二乙酰 （DIA）?3，吡嗪（PYR）在10 mM。（居中）荧光强度变化的相应热图。热图中的每一行都显示了来自不同动物的单个AWC神经元的反应;n ≥ 各10个。（右）在不饱和或饱和条件下，异味剂发病时峰值荧光强度变化的定量。每个点代表来自单个神经元的响应。长横条表示均值;*， ***： P < 0.05 和 <0.001， （曼恩-惠特尼-威尔科克森测试）;ns，不显著。（C）野生型动物的行为，在有或没有sIAA的平板上达到10mg / ml吡嗪的点源，在10?4稀释。每个点是包含约100-200个成年雌雄同体的单个测定板的趋化指数。在至少3天内一式两份进行测定。长横条表示均值;误差是SEM. ns，不显著（曼恩-惠特尼-威尔科克森检验）。（F） AWC中测试气味剂和饱和气味剂组合的汇总表以及相应的响应。基础数据以 https://doi.org/10.5281/zenodo.6537728 提供。行动;激活;IAA，异戊醇;Inh，抑制;sIAA，饱和IAA;?，无响应。
https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001677.s003
（每股收益）
S4 图 ASH对己醇部分细胞自主反应。
（A）在sra-6启动子下在ASH中表达GCaMP3的野生型或菌株在10时在没有或具有sIAA的平板上未稀释的己醇的点源的行为?4稀释。每个点是包含约100-200个成年雌雄同体的单个测定板的趋化指数。在至少3天内一式两份进行测定。长横条表示均值;**： P < 0.01 （Kruskal–Wallis with post hoc pairwise Wilcoxon test and Benjamini–Hochberg method for P value correction）;ns，不显著。（B–E） （上） 灰分中 GCaMP3 荧光对 10 脉冲的平均变化?4在指示的遗传背景的动物中稀释己醇（实线）。成像芯片中存在饱和化学物质，浓度为 10?4稀释度由虚线表示。阴影区域是SEM。（底部）荧光强度变化的相应热图。热图中的每一行都显示了来自不同动物的单个ASH神经元的响应。n = 10 （tax-4）， 15 （所有其他基因型）。使用的等位基因是unc-13（e51），unc-31（e928）和tax-4（p678）。峰值响应幅度的量化如图2H所示。基础数据以 https://doi.org/10.5281/zenodo.6537728 提供。sIAA，饱和IAA。
https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001677.s004
（每股收益）
S5 图例 己醇通过不同的信号通路起作用，以上下文依赖性的方式抑制或激活AWC。
（A）指示基因型的动物的行为（见S1表）在有或没有sIAA的平板上以1：10稀释己醇的点源?4稀释。每个点是包含约100-200个成年雌雄同体的单个测定板的趋化指数。在至少3天内一式两份进行测定。长横条表示均值;***：P <0.001（Kruskal-Wallis与事后成对威尔科克森检验和Benjamini-Hochberg方法进行P值校正）;ns，不显著。（B， D， E） （左） AWC 中 GCaMP3 荧光在 30 秒脉冲 10 时的平均变化?4在具有指示遗传背景的动物中稀释IAA或己醇（实线）。成像芯片中存在饱和化学物质，浓度为 10?4稀释度由虚线表示。使用的等位基因是odr-1（n1936），odr-3（n2150）和daf-11（m47）。阴影区域是SEM（中心）荧光强度变化的相应热图。热图中的每一行都显示了来自不同动物的单个AWC神经元的反应;n ≥ 各15个。（右）量化峰值响应幅度。每个点是来自单个神经元的响应。长横条表示均值;错误是SEM.*，**，***：P分别<0.05，0.01和0.001（B，D，Kruskal-Wallis与事后成对威尔科克森测试和Benjamini-Hochberg方法进行P值校正;E，曼恩-惠特尼-威尔科克森测试）;ns，不显著。（C）指示基因型动物AWC对10的响应的原始痕迹?4己醇在控制和sIAA条件下对应于图3D和4C所示的数据。基础数据以 https://doi.org/10.5281/zenodo.6537728 提供。sIAA，饱和IAA。
https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001677.s005
（每股收益）
S1 视频。 野生型动物在微流体行为领域没有或存在sIAA的情况下被己醇吸引或避免。
视频显示了野生型蠕虫对10条气味条纹的运动反应?4己醇（HEX）在微流体行为芯片中的控制（左）和sIAA（HEX / sIAA，右）条件。气味条纹含有用于可视化的染料。视频加速 40×。
https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001677.s006
（MP4）
S2 视频。 己醇分别在不存在或存在sIAA的情况下降低或增加AWC中的细胞内钙。
表达 odr-1p：：GCaMP3 转基因的野生型动物接受 30 秒的脉冲 10?4己醇（HEX发病）控制（十六进制，左）和sIAA（HEX/sIAA，右）条件。视频加速 6×。
https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001677.s007
（移动）
S1 表。 本作品中使用的菌株。
https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001677.s008
（DOCX）
确认
我们感谢Caenorhabditis遗传学中心和Steven Flavell，Yun Zhang和Gert Jansen提供菌株，Brandeis材料研究科学与工程中心（MRSEC）访问微加工设施，Dirk Albrecht和Till Hartmann提供微流体行为分析的建议，以及Ashish Maurya提供实验援助。我们感谢Sengupta实验室的成员和Oliver Hobert对手稿的批评性评论。
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