2013年7月3日,北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院博士學(xué)位研究生樊圃為第一作者在國(guó)際著名學(xué)術(shù)刊物《細(xì)胞》(Cell)以封面文章的形式發(fā)表論文,,揭示了黑腹果蠅識(shí)別其它物種果蠅的生物學(xué)機(jī)制,,鑒定出參與該行為的感覺(jué)受體、化學(xué)分子和相關(guān)神經(jīng)回路,。樊圃等的論文題為“抑制黑腹果蠅與其他種屬交配的遺傳和神經(jīng)機(jī)制”,,同期《細(xì)胞》還發(fā)表了耶魯大學(xué)教授、美國(guó)科學(xué)院院士John Carlson對(duì)該文的評(píng)論,。
物種的形成過(guò)程中必需存在不同物種間的生殖隔離機(jī)制,。作為實(shí)現(xiàn)生殖隔離重要步驟的求偶識(shí)別行為雖普遍存在且在演化過(guò)程中具有重要意義,但這一行為的分子,、神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制卻知道的很少,。
樊圃的研究使用黑腹果蠅作為模式生物,發(fā)現(xiàn)失去前足跗節(jié)部分的雄性黑腹果蠅無(wú)法辨別求偶對(duì)象是否來(lái)自本物種,,開(kāi)始錯(cuò)誤的向其它物種雌果蠅求偶,。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),表達(dá)在雄果蠅前腿感覺(jué)神經(jīng)元中的味覺(jué)受體、一種稱(chēng)為Gr32a的G蛋白耦聯(lián)受體通過(guò)求偶識(shí)別過(guò)程中的拍打行為接觸對(duì)方果蠅身上的表皮烴類(lèi)外激素,。如果這些外激素中含有來(lái)自其它物種的抑制性成分,,這些特定的化學(xué)分子激活黑腹果蠅的Gr32a,抑制種間求偶,。文章還證明了控制雄性求偶行為的關(guān)鍵蛋白FruM也參與抑制種間求偶行為,,并與Gr32a作用于同一神經(jīng)回路。該研究推動(dòng)了理解行為導(dǎo)致的生殖隔離,,為人類(lèi)了解物種形成之謎提供新的線(xiàn)索,。
論文的第一作者單位為北大生科院生物膜與膜生物工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、北大清華生命科學(xué)聯(lián)合中心,,第一作者樊圃是北大生科院饒毅實(shí)驗(yàn)室的研究生,,她的合作者、論文共同第一作者Devanand Manoli是美國(guó)舊金山加州大學(xué)NiraoShah實(shí)驗(yàn)室的博士后,。(生物谷Bioon.com)