Abstract Female sexual behavior as an innate behavior is of prominent biological importance for survival and reproduction. However, molecular and circuit mechanisms underlying female sexual behavior is not well understood. Here, we identify the Cholecystokinin-like peptide Drosulfakinin (DSK) promotes female sexual behavior in Drosophila . Manipulation both Dsk and DSK neuronal activity impact female sexual receptivity. In addition, we reveal that Dsk -expressing neurons receive input signal from R71G01GAL4 neurons to promote female sexual receptivity. Based on intersectional technique, we further found the regulation of female sexual behavior relies mainly on medial DSK neurons rather than lateral DSK neurons, and medial DSK neurons modulate female sexual behavior by acting on its receptor CCKLR-17D3. Thus, we characterized DSK/CCKLR-17D3 as R71G01GAL4 neurons downstream signaling to regulate female sexual behavior.

Abstract Healthy social relationships are beneficial whereas their breakdown is often linked to psychiatric disorders. Parental care and bonding between sexual partners have been well studied both at the level of behavioral analysis and underlying neuronal mechanisms. By contrast, little is known about the neural and molecular basis of peer bonding, defined as social bonds formed between unrelated individuals of the same sex, due to the lack of a suitable experimental paradigm. We found that adult Sprague Dawley (SD) rats of the same sex form strong peer bonds with each other following co-housing. Peer bonded rats exhibit affiliative displays toward their cagemates who are distressed whereas they exhibit agonistic behaviors toward strangers in these situations. Using innovative, genetic strategies in rats, we show that both oxytocin receptor (OXTR) bearing neurons and Oxtr signaling in the dorsal hippocampus are essential for peer bonds to form. Together, we have developed a new platform for studying peer bonding and demonstrate a neural pathway that governs this behavior.

Infection by the protozoan parasite Toxoplasma gondii is a major health risk owing to its chronic nature, ability to reactivate to cause blindness and encephalitis, and high prevalence in human populations. Like nearly all eukaryotes, Toxoplasma glycosylates many of its proteins and lipids and assembles polysaccharides. Unlike most eukaryotes, Toxoplasma divides and differentiates in vacuoles within host cells. While their glycans resemble canonical models, they exhibit species-specific variations that have inhibited deeper investigations into their roles in parasite biology and virulence. The genome of Toxoplasma encodes a suite of likely glycogenes expected to assemble a range of N-glycans, O-glycans, a C-glycan, GPI-anchors, and polysaccharides, along with their requisite precursors and membrane transporters. To facilitate genetic approaches to investigate the roles of specific glycans, we mapped probable connections between 59 glycogenes, their enzyme products, and the glycans to which they contribute. We adapted a double-CRISPR/Cas9 strategy and a mass spectrometry-based glycomics workflow to test these relationships, and conducted infection studies in fibroblast monolayers to probe cellular functions. Through the validated disruption of 17 glycogenes, we also discovered novel Glc0-2-Man6-GlcNAc2-type N-glycans, GalNAc2- and Glc-Fuc-type O-glycans, and a nuclear O-Fuc type glycan. We describe the guide sequences, disruption constructs, and mutant strains, which are freely available to practitioners for application in the context of the relational map to investigate the roles of glycans in their favorite biological processes.

By binding to the adaptor protein SKP1 and serving as substrate receptors for the Skp1, Cullin, F-box E3 ubiquitin ligase complex, F-box proteins regulate critical cellular processes including cell cycle progression and membrane trafficking. While F-box proteins are conserved throughout eukaryotes and are well studied in yeast, plants, and animals, studies in parasitic protozoa are lagging. We have identified eighteen putative F-box proteins in the Toxoplasma genome of which four have predicted homologs in Plasmodium . Two of the conserved F-box proteins were demonstrated to be important for Toxoplasma fitness and here we focus on an F-box protein, named TgFBXO1, because it is the most highly expressed by replicative tachyzoites and was also identified in an interactome screen as a Toxoplasma SKP1 binding protein. TgFBXO1 interacts with Toxoplasma SKP1 confirming it as a bona fide F-box protein. In interphase parasites, TgFBXO1 is a component of the Inner Membrane Complex (IMC), which is an organelle that underlies the plasma membrane. Early during replication, TgFBXO1 localizes to the developing daughter cell scaffold, which is the site where the daughter cell IMC and microtubules form and extend from. TgFBXO1 localization to the daughter cell scaffold required centrosome duplication but occurred before segregation of the centrocone, which connects the spindle pole to the centrosomes. Daughter cell scaffold localization required TgFBXO1 N-myristoylation and was dependent on the small molecular weight GTPase, TgRab11b. Finally, we demonstrate that TgFBXO1 is required for parasite growth due to its function as a daughter cell scaffold effector. TgFBXO1 is the first F-box protein to be studied in apicomplexan parasites and represents the first protein demonstrated to be important for daughter cell scaffold function.AUTHOR SUMMARY Toxoplasma gondii is a protozoan parasite that can cause devastating and life-threatening disease in immunocompromised patients and in fetuses. Its replication is important to study because parasite growth is responsible for the pathology that develops in toxoplasmosis patients. The parasite replicates by a unique process named endodyogeny in which two daughter parasites develop within the mother cell. Early during this process the parasite creates a structure called the Daughter Cell Scaffold whose function is to mark the site from which daughter parasites will emerge. Here, we report the identification of one of the first proteins recruited to the Daughter Cell Scaffold and its importance in executing its function.

Female sexual receptivity is essential for reproduction of a species. Neuropeptides play the main role in regulating female receptivity. However, whether neuropeptides regulate the establishment of neural circuits for female sexual receptivity is unknown. Here we found the peptide hormone prothoracicotropic hormone (PTTH), which belongs to the insect PG axis, regulated virgin female receptivity through ecdysone during neural maturation in Drosophila melanogaster. We identified PG neurons expressing PTTH as doublesex-positive neurons, they regulated virgin female receptivity before the metamorphosis during the 3rd-instar larval stage. Furthermore, the ecdysone receptor EcR-A in pC1 neurons regulated virgin female receptivity during metamorphosis. The reduced EcR-A in pC1 neurons induced abnormal morphological development of pC1 neurons without changing neural activity. Among all subtypes of pC1 neurons, the function of EcR-A in pC1b neurons was necessary for virgin female copulation rate. These suggested that the changes of synaptic connections between pC1b and other neurons decreased female copulation rate. Moreover, analysis of brain transcriptomes when EcR-A was reduced in pC1 neurons revealed that, additional genes were regulated downstream of EcR-A function in pC1 neurons. The PG axis has similar functional strategy as the HPG axis in mammals to trigger the juvenile–adult transition. Our work suggests a general mechanism underlying which the neurodevelopment during maturation regulates female sexual receptivity.

Dissection of neural circuitry underlying behaviors is a central theme in neurobiology. Chemical transmission is the predominant model for signaling between neurons. Here we have created lines target all chemical transmission corresponding genes in Drosophila after modifying GFP RNA interference, Flp-out and CRISPR/Cas9 technologies. After thorough validation, all three strategies are demonstrated to be highly effective with the best using chromatin-peptide fused Cas9 variants and scaffold optimized sgRNAs. As a proof of principle, we conduct a comprehensive intersection analysis of chemoconnectome (CCT) genes expression profiles in the clock neurons using chemoconnectomics driver lines, leading to the finding of 45 CCT genes presented in clock neurons. Mutating these genes specifically in clock neurons revealed that loss of the neuropeptide CNMa in two posterior dorsal clock neurons (DN1p) or its receptor (CNMaR) caused advanced morning activity, opposite to the mutants of neuropeptide PDF or its receptor (PDFR). These results demonstrate the effectiveness of conditional chemoconnectomics libraries and indicate an antagonistic relationship between CNMa-CNMaR and PDF-PDFR signaling in regulating morning anticipation.