北京時間2月5日(農(nóng)歷大年初一),清華大學(xué)生命學(xué)院張偉課題組在Cell Reports雜志上發(fā)表題為《piezo-like基因調(diào)控果蠅幼蟲的運動》(Piezo-like gene regulates locomotion in Drosophila larvae)的封面論文。該論文首次報道了piezo家族的新成員piezo-like可以通過弦音感受器(chordotonal neuron, Cho)來調(diào)控果蠅幼蟲的運動,為進一步探索機械感受離子通道或蛋白在本體感受中的調(diào)控作用具有重要意義。
《Cell Reports》 封面圖片:具有中國特色的剪紙風(fēng)格展示“踩高蹺”,寓意本體感受在調(diào)控體態(tài)與運動平衡中的重要作用,同時也表現(xiàn)出中國農(nóng)歷新年的喜慶氣氛;封面圖像由張偉博士與李葉菲博士共同設(shè)計。
Piezo-like通過弦音器神經(jīng)元調(diào)控果蠅幼蟲運動.
機械感受及傳導(dǎo)廣泛存在于生物體中,如觸覺、聽覺、本體感受等對于調(diào)控生物體的行為具有至關(guān)重要的作用。本體感受對于生物體控制不同身體部分以維持平衡、體態(tài)及運動至關(guān)重要。果蠅弦音感受器是調(diào)節(jié)運動的關(guān)鍵器官,然而弦音感受器如何感受并傳遞振動刺激,從而調(diào)控體位變化并產(chǎn)生位移仍不清楚。
最新的研究表明,與哺乳動物piezo家族高同源性的piezo-like基因缺失會導(dǎo)致果蠅幼蟲爬行出現(xiàn)頻繁抬頭、后退及轉(zhuǎn)彎超過90°的異常行為。通過光遺傳學(xué)技術(shù)發(fā)現(xiàn)piezo-like主要表達在果蠅幼蟲的弦音感受器中,將弦音感受器中的piezo-like基因進行特異敲除后,果蠅幼蟲出現(xiàn)了同樣的異常爬行,而特異地將piezo-like表達進行恢復(fù)后,行為恢復(fù)正常。同時,特異地在弦音感受體中表達哺乳動物piezo1也能消除異常的爬行行為,從而進一步證實了piezo-like基因與哺乳動物piezo1基因具有高度同源性。另外,基于piezo家族離子通道的屬性,研究者對piezo-like基因進行異源表達,利用在體及離體電生理技術(shù)進行分析,發(fā)現(xiàn)piezo-like可能需要借助其他蛋白才能發(fā)揮離子通道的功能。
清華大學(xué)生命學(xué)院/麥戈文腦研究院研究員張偉博士為本文的通訊作者,清華大學(xué)生命學(xué)院博士生胡宇飛為文章第一作者,生命學(xué)院本科生王志林也參與了該工作。本課題受到國家自然科學(xué)基金項目、北京市科學(xué)技術(shù)委員會、清華-北大生命科學(xué)聯(lián)合中心以及清華大學(xué)IDG/麥戈文腦科學(xué)研究院的資助。
全文鏈接:https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(19)30084-1
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