2013年7月3日,,北京大學生命科學學院博士學位研究生樊圃為第一作者在國際著名學術刊物《細胞》(Cell)以封面文章的形式發(fā)表論文,,揭示了黑腹果蠅識別其它物種果蠅的生物學機制,,鑒定出參與該行為的感覺受體,、化學分子和相關神經(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)機制”,,同期《細胞》還發(fā)表了耶魯大學教授,、美國科學院院士John Carlson對該文的評論,。
物種的形成過程中必需存在不同物種間的生殖隔離機制,。作為實現(xiàn)生殖隔離重要步驟的求偶識別行為雖普遍存在且在演化過程中具有重要意義,但這一行為的分子,、神經(jīng)生物學機制卻知道的很少,。
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法辨別求偶對象是否來自本物種,,開始錯誤的向其它物種雌果蠅求偶,。進一步研究發(fā)現(xiàn),表達在雄果蠅前腿感覺神經(jīng)元中的味覺受體,、一種稱為Gr32a的G蛋白耦聯(lián)受體通過求偶識別過程中的拍打行為接觸對方果蠅身上的表皮烴類外激素,。如果這些外激素中含有來自其它物種的抑制性成分,這些特定的化學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,。該研究推動了理解行為導致的生殖隔離,,為人類了解物種形成之謎提供新的線索。
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家重點實驗室,、北大清華生命科學聯(lián)合中心,,第一作者樊圃是北大生科院饒毅實驗室的研究生,她的合作者,、論文共同第一作者Devanand Manoli是美國舊金山加州大學NiraoShah實驗室的博士后,。(生物谷Bioon.com)