果蝇幼虫视觉神经系统研究获进展

来自加州大学旧金山分校的研究人员介绍了他们在果蝇幼虫视觉神经系统中的新发现，并提出了神经细胞随着环境变化而发生的两个关键因素：cAMP途径，以及另一之前未知的新分子。这一研究成果公布在《科学》杂志上。领导这一研究的是著名的詹裕农（Yuh-Nung Jan）叶公杼（Lily Yeh Jan）夫妻，他们的主要研究方向是离子通道和神经发育等方面，不仅他们的工作得到了许多人的肯定，并且从他们实验室中也走出了多位华人科学家，其中包括获得Science杂志“青年科学家奖”的时松海，哥伦比亚大学杨建，麻省理工学院的沈华智和北京大学生命科学学院院长饶毅等等。神经生物学研究中的一个重要方向就是了解生物是如何建立和维持可靠，并灵活的神经环路的，神经系统能够随着环境的变化而变化，同时还能通过补偿机制，维持其稳定性，比如突触动态平衡。在这篇文章中，研究人员发现果蝇幼虫视觉系统中，感觉的变化能诱导大量突触后神经元中树突分支结构改变，以及随之而来的生理变化。而且研究人员还通过遗传学分析，发现突触后神经元树突多态性中依赖于环境的变化，能由cAMP和另外一中未知的细胞表面分子进行调控。这对于深入了解神经系统随着环境变化而变化的机制提供了新的资料。这一研究组曾以果蝇这种模式动物为基础，获得了多项重要的成果，之前他们还发现了果蝇幼虫的新奥秘：果蝇幼虫的整个体壁都覆盖着能够感应蓝光和紫外线的神经树突，这些神经元所采用的光传导机制与其他果蝇光受体分子截然不同。生物与光线关系颇为密切，生物趋光性就是生物对光刺激的趋向性，比如在植物界，具有叶绿体的游走性植物中常可发现，动物也有趋光性，在没有感受器分化的动物如草履虫身上有所表现，但是多数动物是通过眼来感光的，不过像是果蝇幼虫的避光行为是感受光信号的初级感觉神经元和次级视觉信息处理神经元的信号传递处理行为。这种存在眼睛外的光感应在很多动物中普遍存在，不过通常局限于专门的器官。研究人员发现果蝇幼虫的整个体壁都覆盖着能够感应蓝光和紫外线的神经树突，这些是其幼虫的先天避光行为所必需的。这些神经元所用的光传导机制与其他果蝇光受体分子截然不同，但却与在线虫神经元中所发现的一个系统相似，果蝇的这一机制有助于果蝇的自身保护。（来源：生物通万纹）