昆虫所青年教师黄佳博士发现昆虫大脑中新的神经调控小分子

编辑:admin 时间:2016年09月14日 访问次数:1564

    神经递质和神经调质是动物体内神经系统中执行信号传递和调控的物质,通过对应的受体(离子通道受体或者G蛋白偶联受体)发挥作用,目前绝大部分杀虫剂就是通过干扰这些受体信号通路来达到杀死害虫的目的,例如烟碱类(吡虫啉等)作用于乙酰胆碱受体;大环内脂类(阿维菌素等)作用于谷氨酸受体;苯并吡唑类(氟虫腈等)作用于-氨基丁酸受体;而甲脒类(双甲脒等)作用于章鱼胺受体等。昆虫所副教授黄佳博士通过与加州大学圣巴巴拉分校Craig Montell教授实验室合作,首次发现酪胺是一种新的神经调质。该研究结果于912日以长文形式出版在Cell的子刊Current Biology上(2016, 26: 2246-2256; 5-Year Impact Factor = 9.733)。黄佳博士是论文的第一作者和共同通讯作者,Craig Montell教授和其实验室的刘微微博士是论文的共同通讯作者和共同第一作者,昆虫所博士生齐易香也是作者之一,浙江大学为第一单位。研究得到国家973课题和杰青项目的资助。

    酪胺是章鱼胺的合成前体小分子,化学结构与章鱼胺和多巴胺非常相似,几十年来一直不被认为在昆虫体内发挥独立的生理作用。但是早先黄佳博士在2009年发现了一类只能被酪胺但不能被章鱼胺或多巴胺激活的特异性酪胺受体,接着在2013年又发现杀虫脒也能够在体外激活水稻害虫二化螟的酪胺受体,这些都暗示酪胺可能会有其独有的功能。于是,该研究巧妙地避开直接干扰酪胺合成酶的常规方法(因为那样会同时影响下游产物章鱼胺的合成),而是定点敲除该特异性酪胺受体,发现该突变体果蝇呈现异常的雄雄求偶行为。同时在大脑中鉴定出一组控制该求偶行为,能够被酪胺特异性激活的神经元,发现抑制这群神经元则会降低果蝇的正常求偶行为。由此,该研究结果通过遗传学手段首次证实酪胺确实可以在昆虫体内行使独立的生理功能,其作为神经调质通过专一性酪胺受体来调控昆虫的求偶行为,这为通过化学或生物方法来控制害虫提供了一个潜在的靶标。

    论文链接: http://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(16)30702-3