飲食會(huì)對(duì)健康和衰老產(chǎn)生重大的影響。神經(jīng)系統(tǒng)在這一過程中發(fā)揮重要的作用，但是，到目前為止，食物信號(hào)是如何由神經(jīng)系統(tǒng)解讀的，一直是一個(gè)謎。這是一個(gè)重要的問題，因?yàn)樯窠?jīng)系統(tǒng)對(duì)食物的感知，影響到的不只是衰老，而且還有其他健康和疾病相關(guān)的過程，包括代謝、生殖和發(fā)育。

研究人員發(fā)現(xiàn)線蟲（C. elegans）特定神經(jīng)元中5-羥色胺和TGF-β激素的水平，傳達(dá)的是有關(guān)線蟲食物豐富度的信息。來自神經(jīng)系統(tǒng)的這些信號(hào)，影響著動(dòng)物的壽命，從而介導(dǎo)食物對(duì)衰老的影響。

這項(xiàng)工作來自于一項(xiàng)跨學(xué)科合作，不僅揭示了從食物到壽命的，而且還進(jìn)一步闡明了神經(jīng)系統(tǒng)如何處理信息。特別是，研究人員在這一神經(jīng)基因回路中發(fā)現(xiàn)了一種意外復(fù)雜的調(diào)控，也會(huì)改變其基因表達(dá)信號(hào)的精度。因此，基因表達(dá)也可以作為神經(jīng)系統(tǒng)中信息處理的一個(gè)附加層。這項(xiàng)工作揭示了食物信號(hào)是如何進(jìn)行處理的，以及其相應(yīng)神經(jīng)編碼的精度是如何被調(diào)控的。

通過生物學(xué)家和工程師的緊密合作，我們可以將神經(jīng)編碼（神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)的基礎(chǔ)）的生物學(xué)、自動(dòng)化和計(jì)算相結(jié)合。這是*次在多細(xì)胞動(dòng)物中、以這種細(xì)節(jié)層次分析神經(jīng)基因的表達(dá)，對(duì)于計(jì)算這一神經(jīng)基因表達(dá)密碼的準(zhǔn)確性，以及不同的基因?qū)λ泻斡绊?，是至關(guān)重要的。當(dāng)想到神經(jīng)系統(tǒng)中的編碼信息時(shí)，大多數(shù)人想到的電活動(dòng)。我們的工作表明，基因的表達(dá)是神經(jīng)系統(tǒng)信息處理過程中一個(gè)重要、但幾乎未開發(fā)的方面。

據(jù)認(rèn)為，5-羥色胺和TGF-β通路與多種人類疾病有關(guān)，包括癌癥、精神疾病、糖尿病和肥胖。在簡單的線蟲中，強(qiáng)大的遺傳學(xué)工具已經(jīng)揭示了人體生理和疾病的許多基礎(chǔ)遺傳通路，因?yàn)樵S多重要的基因在線蟲和人類中發(fā)揮著相同的功能。