作者:王立铭等 来源:PNAS 发布时间:2015/4/28 9:55:47
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果蝇研究揭开“吃”的奥秘
科学家首次在动物中发现调控觅食行为的分子蟑胺

 

水果放久腐烂,果蝇不请自来,这一行为背后有一整套精密和复杂的调控机制。浙江大学生命科学研究院王立铭课题组,日前通过在实验室中重现果蝇的觅食行为,第一次在动物中发现了一种调控觅食行为的分子蟑胺。没有这种分子,果蝇即使饿了也不会去找吃的。该研究揭开了关于“吃”的奥秘的冰山一角,相关成果在线发表于美国《国家科学院院刊》

王立铭介绍说,他们关心的最大问题是动物如何感知饿以及饿了之后会干什么。而这个过程至少包含两个独立的步骤:一是大脑检测到体内的生物信号,判断出体内的能量或者营养物质不足了;二是由此引发的情绪和行动上的反应。

果蝇是科学家最为青睐的模式生物之一。之前的遗传学研究已让科学家能自由“改造”果蝇的基因和神经元,用来探究生命机制。而在判断果蝇饿了这一问题上,由于人类和果蝇语言不通,必须找到一种表征“饿”的行为。

据论文第一作者之一杨哲介绍,课题组选择了“觅食”作为判断标志。觅食有3项关键特征:活动性增强、目的性明显、伴随策略选择。这三条在课题组建立的果蝇“饥饿模型”上都一一满足。研究发现,果蝇也和人类一样,肚子饱时的行为相对理性,而饥肠辘辘的果蝇大多出现“饥不择食”的行为。

通过一系列高通量筛选的方法,科学家找到了一种神经递质——蟑胺。这种分子在结构上与人体的去甲肾上腺素极其相似。“我们发现,没有蟑胺,饥饿的果蝇就不会发生觅食行为,即使它们的身体在机能上是完整和正常的,没有运动障碍。唯一不同的是,它们饿了也不会增强活动性,不会去觅食。”另一共同第一作者于悦说,蟑胺就是饥饿引发的觅食行为的一个关键分子。

“但更有趣的是,我们发现果蝇还是会饿。”王立铭介绍说,课题组将食物放进果蝇嘴巴,果蝇还是会张口,而且食欲比吃饱的果蝇大得多。也就是说,如果以进食为指标的话,它们还是会觉得饿。“这有点像中国民间‘懒人吃饼’故事的主角。那个懒到家甚至连脑袋都懒得转一下的懒人,只吃了嘴边的那部分饼,最终还是饿死了。”

此项研究揭示了“觅食”与“进食”背后更加丰富的内涵。“我们通常认为饥饿是通过一个单一的神经中枢检测到的,并引发一系列情绪和行为。但我们的研究提示,至少对果蝇来说,当大脑感受到饥饿时,引发觅食和引发摄食的可能是完全独立的两套体系。”王立铭表示,蟑胺的缺失阻断了果蝇的“觅食行为,但并没有阻断其摄食行为。就像两个神经‘泵’,一个被破坏,另一个还能正常运行”。

王立铭介绍说,接下来实验室将进一步开展关于果蝇觅食行为的研究,希望能彻底阐明果蝇大脑感受机体代谢水平并相应调节行为的机理。“期待这一研究能帮助我们更好地理解人类大脑,并在有朝一日帮助我们理解包括厌食症和贪食症在内的相关代谢疾病的致病机理。”(来源:中国科学报 崔雪芹)

 
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2015/5/2 19:23:35 grdegr
这一行为背后有???????整套精密和复杂的调控机制?????
2015/5/2 19:22:47 grdegr
多多展开这类探讨,如:HBV如何在困难时期,就火上浇油!!!!
 
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