研究发现果蝇交配后行为由雄性衍生肽通过指令神经元控制

科学家成功确定了雌性果蝇大脑中对交配期间雄性信号作出反应的神经元。雄性果蝇在交配过程中会将一种名为性肽的物质与精子一起转移到精液中。这种性信息素会影响雌性果蝇的行为，因此雌性果蝇会开始产卵，并且不太愿意进一步交配。

这是昆虫中常见的现象，但直到现在，我们还不知道神经系统中控制这些所谓“交配后行为”的神经元位于何处。

伯明翰大学的研究人员现在已经找到一种方法来识别苍蝇大脑中哪些特定的神经元群对性肽有反应。为了实现这一科学突破，他们将性肽信息素(通常在昆虫血液中循环)附着在神经元外部。

现在，如果这种与细胞膜相连的性肽在同样表达性肽受体的神经元中表达，它将引发交配后行为。通过这种方式，他们能够找到大脑中感知性肽的神经元的位置。他们的研究结果发表在eLife 上。

为了了解大脑如何对性肽作出反应，研究小组探索了与性别决定有关的关键基因的遗传框架。这些基因指导大脑分化为雄性或雌性。

与许多其他基因不同，性别决定基因非常复杂。由 Matthias Soller 博士领导的研究小组推断，这些基因的调控区域可以分解，以在更少的神经元中表达。

此外，研究小组还发现了一种额外的遗传技巧，使他们能够将两种甚至三种表达模式相交。利用这一技巧，他们能够将膜系性肽的表达引导到少数神经元上。利用这些信息，研究小组能够绘制出雌性大脑中几个不同的区域，这些区域在雄性性肽存在的情况下会引发行为变化。

有趣的是，研究人员发现性肽所针对的神经元属于一个高级神经元群，称为“指挥神经元”，这对行为决策至关重要。这与之前的理论形成了鲜明对比，之前的理论认为性肽会影响感觉神经元，而感觉神经元在较低的反射水平上运作。

他们还发现，这种肽影响了不止一组指挥神经元。研究小组确定了至少五组不同的神经元参与了这一过程，因此，雄性性肽很可能在多个不同层面上干扰雌性的行为选择。

伯明翰大学生物科学学院的首席作者 Mohanakarthik Nallasivan 博士说：“这项研究将帮助我们了解大脑中行为的编码方式，以及感官信息如何转化为行动信号。生殖行为是大脑中固有的，而不是后天习得的行为，因此如果我们能够理解这种行为途径，我们可能能够影响它，例如限制蚊子寻找宿主的能力。”

伯明翰大学的主要作者 Matthias Soller 博士补充道：“果蝇的大脑是第一个对所有神经元进行分类并绘制突触连接的大脑。我们现在拥有可用的资源来解开这些行为的神经基础。就像第一个基因组的测序一样，果蝇为人类基因组测序铺平了道路，在这里我们也有同样的收获：对果蝇的研究正在指导我们如何获得人类大脑的结构。

“这项开创性的工作对于提高我们对大脑如何运作的理解具有重要意义，特别是那些‘硬连线’或内置于我们神经回路中的行为。”

然而，尽管雄性性肽操纵雌性行为的途径现在更加清晰，雌性果蝇仍然可以推翻这些行为指令。例如，如果她身体不够强壮，或者环境条件不适合产卵，她就会相应地改变自己的行为。

这项研究将作为一个主要范例，帮助研究人员解决有关大脑结构和功能的一些最基本问题，包括决策过程。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！