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饶毅教授在果蝇求偶的分子机制研究上取得新成果
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互动百科科学顾问团名誉顾问,北京大学生命科学学院院长,北京生命科学研究所资深研究员、学术副所长,近期以通讯作者的方式发表了最新科研成果。

 

导读
北京生命科学研究所等处的研究人员发现了求偶过程分子机制中的一种关键因素:鱆胺。科学家认为,调节果蝇求偶行为的神经回路,是按事先编好的程序发育而来的。这将有助于解析求偶现象中的神经生物学分子机制。相关成果公布在《神经科学期刊》 (Journal of Neuroscience)上。
饶毅教授在果蝇求偶过程分子机制领域获进展

饶毅教授在果蝇求偶过程分子机制领域获进展

 

来自北京生命科学研究所,中科院生物物理所,加州大学圣地亚哥分校等处的研究人员发现了求偶过程分子机制中的一种关键因素:鱆胺。这将有助于解析求偶现象中的神经生物学分子机制。相关成果公布在《神经科学期刊》(Journal of Neuroscience)上。

文章的通讯作者是饶毅教授,这项研究由饶毅教授实验室,生物物理所焦仁杰实验室,加州大学王竞实验室等处合作完成,文章第一作者为饶毅实验室周传,焦仁杰实验室研究生黄海,以及王竞实验室的Susy M. Kim。

果蝇是被观察得最彻底的动物之一,它们的私生活早就展露在科学家的眼前了。雄果蝇求爱、雌果蝇作出回应,这其中的过程已经被描述得极其详尽,科学家认为,调节这个求偶行为的神经回路,是按事先编好的程序发育而来的。

研究显示,雄性果蝇在求偶被拒绝之后,会出现求偶抑制记忆,也就是说如果一只雄蝇追求已经交配过的雌蝇,被反复拒绝后,“失恋”的雄蝇会出现对追求雌蝇兴趣下降,不仅不愿追交配过的雌蝇、而且不愿追未交配的“处女蝇”的现象。虽然科学家们早已发现这种现象,但是对于中枢神经系统中的求偶分子机制,至今还不是很清楚。

在这篇文章中,研究人员发现酪胺β羟化酶(TβH)突变的雄性果蝇无法合成鱆胺(octopamine,OA),不会表现出求偶抑制性,在被拒绝以后,还能继续追求雌性果蝇。而这种现象能通过中枢神经系统中TβH转基因表达得到逆转。

而且研究人员还发现鱆胺神经元失活可以模拟这种TβH突变型的表型。雄蝇短暂的鱆胺神经元激活不仅能降低它们对“处女蝇”的求爱,而且也会产生求偶抑制性。

通过单细胞分析,研究人员发现鱆胺神经元投射到蘑菇体——蘑菇体是果蝇中央脑的亚结构,是果蝇的嗅觉记忆中枢蘑菇体分为萼(主要是神经元胞体所在的部位)和几个小叶(由神经纤维组成),它参与了嗅觉的学习和记忆、求偶以及运动等。

同时研究人员也发现鱆胺受体OAMB(蘑菇体中表达的OA受体)能介导鱆胺部分作用,但不是全部作用。OAMB对于求偶学习是必需的,而非充分的。

这些研究成果均表明鱆胺是求偶过程中一种重要作用因子,是求偶学习的充要条件,这将有助于解析求偶现象中的神经生物学分子机制。

关于果蝇求偶行为,今年以来获得了不少重要的成果,比如研究发现上钠离子通道家族的两个成员ppk23和ppk29在fruitless激活的神经元中表达,是求偶行为所必须的。这两种基因和表达这两种基因的神经元是雄性果蝇向正确的对象求偶的充要条件——能够抑制向雄性果蝇求偶,并促进向雌性果蝇求偶。此外,这些神经元在对雌雄果蝇的信息素产生应答时,表现出不同的敏感性。

除此之外,一项有趣的研究结果还表明,雄性果蝇在求爱遭到拒绝后更青睐于含有酒精的食物。研究人员证明面对两份除了是否泡过酒外完全相同的食物,它们的选择往往取决于最近是否交配、或者被雌性拒绝。如果最近遭到拒绝,它们更有可能选择泡过酒的食物。这是科学家第一次发现社交活动能够影响果蝇未来的行为。

1楼 发表日期:12-10-19 11:45:33