來(lái)自加州大學(xué)舊金山分校,，紐約大學(xué)，霍德華休斯醫(yī)學(xué)院等處的研究人員發(fā)現(xiàn)了果蠅幼蟲(chóng)的新奧秘：果蠅幼蟲(chóng)的整個(gè)體壁都覆蓋著能夠感應(yīng)藍(lán)光和紫外線的神經(jīng)樹(shù)突,，這些神經(jīng)元所采用的光傳導(dǎo)機(jī)制與其他果蠅光受體分子截然不同。這一研究成果公布在昨天的Nature雜志上,。
領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是著名的詹裕農(nóng)(Yuh-Nung Jan) 葉公杼(Lily Yeh Jan)夫妻,，他們的主要研究方向是離子通道和神經(jīng)發(fā)育等方面，不僅他們的工作得到了許多人的肯定,，并且從他們實(shí)驗(yàn)室中也走出了多位華人科學(xué)家,，其中包括獲得Science雜志“青年科學(xué)家獎(jiǎng)”的時(shí)松海，哥倫比亞大學(xué)楊建,，麻省理工學(xué)院的沈華智和北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院院長(zhǎng)饒毅等等,。
生物與光線關(guān)系頗為密切，生物趨光性就是生物對(duì)光刺激的趨向性,，比如在植物界,，具有葉綠體的游走性植物中常可發(fā)現(xiàn),，動(dòng)物也有趨光性,，在沒(méi)有感受器分化的動(dòng)物如草履蟲(chóng)身上有所表現(xiàn)，但是多數(shù)動(dòng)物是通過(guò)眼來(lái)感光的,，不過(guò)像是果蠅幼蟲(chóng)的避光行為是感受光信號(hào)的初級(jí)感覺(jué)神經(jīng)元和次級(jí)視覺(jué)信息處理神經(jīng)元的信號(hào)傳遞處理行為,。這種存在眼睛外的光感應(yīng)在很多動(dòng)物中普遍存在，不過(guò)通常局限于專(zhuān)門(mén)的器官,。
在這篇文章中,，研究人員發(fā)現(xiàn)果蠅幼蟲(chóng)的整個(gè)體壁都覆蓋著能夠感應(yīng)藍(lán)光和紫外線的神經(jīng)樹(shù)突，這些是其幼蟲(chóng)的先天避光行為所必需的,。這些神經(jīng)元所用的光傳導(dǎo)機(jī)制與其他果蠅光受體分子截然不同,，但卻與在線蟲(chóng)神經(jīng)元中所發(fā)現(xiàn)的一個(gè)系統(tǒng)相似,，果蠅的這一機(jī)制有助于果蠅的自身保護(hù)。
近期中國(guó)科學(xué)家在果蠅光感研究方面也獲得了重要進(jìn)展：果蠅幼蟲(chóng)中央腦的兩對(duì)神經(jīng)元足以調(diào)節(jié)果蠅幼蟲(chóng)對(duì)于不同光強(qiáng)條件的偏好行為,。這一研究成果公布在Science雜志上,。
研究人員發(fā)現(xiàn)果蠅腦中兩對(duì)神經(jīng)元控制著避光/趨光這兩種行為偏好之間的轉(zhuǎn)換。在果蠅幼蟲(chóng)里面如果抑制這兩對(duì)神經(jīng)元的活性,，那么即使是年幼避光的幼蟲(chóng)也會(huì)變得趨光,，而如何是激活這兩對(duì)神經(jīng)元的活性，則即便是年長(zhǎng)的的幼蟲(chóng)也會(huì)變得避光,。
這兩對(duì)神經(jīng)元,，也就是所謂的NP394神經(jīng)元，直接和控制果蠅節(jié)律行為的腹側(cè)神經(jīng)元形成突觸并從那里接受輸入,，而后者則從幼蟲(chóng)的視覺(jué)器官（Bolwig’s organ）那里接受輸入,。功能鈣成像的結(jié)果表明敲除腹側(cè)神經(jīng)元以后，NP394神經(jīng)元對(duì)于視覺(jué)刺激的反應(yīng)更加強(qiáng)烈了,，這一方面表明NP394神經(jīng)元確實(shí)是和腹側(cè)神經(jīng)元之間存在著功能上的聯(lián)系,，另外也表明腹側(cè)神經(jīng)元對(duì)NP394神經(jīng)元起著抑制的作用，而且腹側(cè)神經(jīng)元并非是視覺(jué)信息進(jìn)入NP394神經(jīng)元的唯一通道,。（生物谷Bioon.com）
夫婦相隨－－記華裔美國(guó)科學(xué)院院士伉儷詹裕農(nóng)和葉公杼
北美杰出華人科學(xué)家（生物醫(yī)藥類(lèi)）
生物谷推薦原文出處：
Nature doi:10.1038/nature09576
Light-avoidance-mediating photoreceptors tile the Drosophila larval body wall
Yang Xiang,Quan Yuan,Nina Vogt,Loren L. Looger,Lily Yeh Jan& Yuh Nung Jan
Photoreceptors for visual perception, phototaxis or light avoidance are typically clustered in eyes or related structures such as the Bolwig organ of Drosophila larvae. Unexpectedly, we found that the class IV dendritic arborization neurons of Drosophila melanogaster larvae respond to ultraviolet, violet and blue light, and are major mediators of light avoidance, particularly at high intensities. These class IV dendritic arborization neurons, which are present in every body segment, have dendrites tiling the larval body wall nearly completely without redundancy. Dendritic illumination activates class IV dendritic arborization neurons. These novel photoreceptors use phototransduction machinery distinct from other photoreceptors in Drosophila and enable larvae to sense light exposure over their entire bodies and move out of danger.
