運(yùn)動(dòng)需要來(lái)自機(jī)械敏感性本體感受器(proprioceptors)的外周感覺(jué)反饋,不過(guò)人們對(duì)這一過(guò)程還知之甚少?,F(xiàn)在,中科院和加州大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)揭示了其中的重要機(jī)制,發(fā)現(xiàn)了調(diào)控果蠅幼蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵基因。
這項(xiàng)研究發(fā)表在六月十三日的美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊PNAS雜志上,文章的通訊作者是中科院神經(jīng)科學(xué)研究所的副所長(zhǎng)王佐仁(Zuoren Wang)研究員,以及加州大學(xué)華人科學(xué)家、美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院士詹裕農(nóng)(Yuh-Nung Jan) 教授。
節(jié)律性的身體收縮是果蠅幼蟲(chóng)的一種運(yùn)動(dòng)方式,這種運(yùn)動(dòng)需要本體感受器提供的感覺(jué)反饋。研究人員發(fā)現(xiàn),果蠅幼蟲(chóng)的外周感覺(jué)神經(jīng)元表達(dá)tmc基因,身體彎曲可以激活這些表達(dá)tmc的神經(jīng)元。
進(jìn)一步研究表明,tmc突變會(huì)影響神經(jīng)元對(duì)身體彎曲的應(yīng)答,導(dǎo)致果蠅幼蟲(chóng)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)缺陷。果蠅的TMC和哺乳動(dòng)物的TMC1/2都能拯救tmc突變幼蟲(chóng)的運(yùn)動(dòng)缺陷。由此可見(jiàn),TMC參與了果蠅幼蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)的本體感知和感覺(jué)控制,而且這種蛋白的功能相當(dāng)保守。
王佐仁研究組此前曾在Cell Reports雜志上發(fā)表過(guò)果蠅幼蟲(chóng)的神經(jīng)學(xué)研究成果。果蠅幼蟲(chóng)的IV型樹(shù)突分支(da)神經(jīng)元是一種多覺(jué)型傷害感受器(polymodal nociceptor)。研究人員發(fā)現(xiàn),在IV型da神經(jīng)元對(duì)機(jī)械痛覺(jué)的感知中,ppk26(CG8546)起到了重要作用。
數(shù)十年以來(lái),生物學(xué)家一直在神經(jīng)末端尋找介導(dǎo)本體感覺(jué)的關(guān)鍵蛋白,這種蛋白能夠?qū)⒓∪饫燹D(zhuǎn)化為本體感覺(jué)的神經(jīng)信號(hào)。Scripps研究所(TSRI)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)這種關(guān)鍵蛋白就是Piezo2,這項(xiàng)突破性成果發(fā)表在Nature Neuroscience雜志上。
過(guò)去人們一直認(rèn)為神經(jīng)元的身份和屬性主要取決于遺傳學(xué)程序,神經(jīng)元身份一旦確立就不會(huì)再發(fā)生改變。去年九月Science雜志發(fā)表的一項(xiàng)研究對(duì)此提出了挑戰(zhàn)。電活性是神經(jīng)元的基本特征,研究人員發(fā)現(xiàn)這種屬性并不是一成不變的。增強(qiáng)或減弱中間神經(jīng)元的活性,會(huì)引發(fā)分子水平上的改變,zui終加快或延遲細(xì)胞放電。
作者簡(jiǎn)介:
王佐仁 博士 副所長(zhǎng)、研究員
王佐仁博士于華東理工大學(xué)獲得理學(xué)學(xué)士學(xué)位,于中國(guó)科學(xué)院上海生物化學(xué)研究所獲得理學(xué)碩士學(xué)位,并于美國(guó)新澤西州羅格斯大學(xué)獲得理學(xué)博士學(xué)位。他在美國(guó)加利佛尼亞大學(xué)伯克利分校分子和細(xì)胞生物學(xué)系神經(jīng)生物學(xué)分部進(jìn)行了博士后研究。 他于2005年加入中國(guó)科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所,任研究員和“神經(jīng)環(huán)路及動(dòng)物行為”研究組的研究組組長(zhǎng)。