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動(dòng)物所發(fā)現(xiàn)調(diào)控飛蝗聚群過(guò)程的“雙剎車(chē)”神經(jīng)分子機(jī)制

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動(dòng)物所發(fā)現(xiàn)調(diào)控飛蝗聚群過(guò)程的“雙剎車(chē)”神經(jīng)分子機(jī)制

摘要: 　　群聚現(xiàn)象廣泛地存在于動(dòng)物中。群聚的個(gè)體與獨(dú)居的個(gè)體相比較通常表現(xiàn)出顯著的個(gè)體間協(xié)助和行為可塑性以適應(yīng)多變的生存環(huán)境。飛蝗是世界性的重大農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)，具有典型的聚群現(xiàn)象。其多種行為特征，如嗅覺(jué)行為及運(yùn)動(dòng) ...

　　群聚現(xiàn)象廣泛地存在于動(dòng)物中。群聚的個(gè)體與獨(dú)居的個(gè)體相比較通常表現(xiàn)出顯著的個(gè)體間協(xié)助和行為可塑性以適應(yīng)多變的生存環(huán)境。飛蝗是世界性的重大農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)，具有典型的聚群現(xiàn)象。其多種行為特征，如嗅覺(jué)行為及運(yùn)動(dòng)活性，可在群居型及散居型間相互轉(zhuǎn)變，是學(xué)習(xí)聚群行為可塑性的理想模型。我國(guó)的科學(xué)家曾發(fā)現(xiàn)嗅覺(jué)、多巴胺途徑以及非編碼RNA都可以調(diào)控飛蝗群居型和散居型間的相互轉(zhuǎn)變，但神經(jīng)調(diào)質(zhì)如何精細(xì)地調(diào)控群聚動(dòng)物的行為可塑性仍然是未解決的前沿科學(xué)問(wèn)題。
　　最近，中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物學(xué)習(xí)所康樂(lè)學(xué)習(xí)組首次報(bào)道了一類(lèi)重要的神經(jīng)調(diào)質(zhì)分子——神經(jīng)肽對(duì)飛蝗型變中行為可塑性的調(diào)控作用，揭示了兩個(gè)同源的神經(jīng)肽F，NPF1a及NPF2，通過(guò)抑制另一類(lèi)氣體神經(jīng)調(diào)質(zhì)分子—一氧化氮信號(hào)通路（NO signaling），進(jìn)而調(diào)控飛蝗型變過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)可塑性。NPF1a及NPF2以時(shí)間及劑量依賴(lài)的方式負(fù)向調(diào)節(jié)飛蝗的運(yùn)動(dòng)活性。其下游的信號(hào)分子——氧化氮合成酶（NOS）在飛蝗腦部集中表達(dá)于負(fù)責(zé)整合感覺(jué)與運(yùn)動(dòng)的前腦橋區(qū)。NOS的表達(dá)水平及NO的含量均與飛蝗的行為型變過(guò)程緊密相關(guān)。進(jìn)一步學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)NPF1a及NPF2分別通過(guò)各自的受體抑制NOS的磷酸化水平及轉(zhuǎn)錄水平，從而抑制飛蝗腦部的NO含量，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)飛蝗型變中運(yùn)動(dòng)可塑性的雙重調(diào)控。該項(xiàng)學(xué)習(xí)首次揭示了神經(jīng)肽/一氧化氮信號(hào)通路以一種類(lèi)似“雙剎車(chē)”的模式來(lái)調(diào)控飛蝗聚群過(guò)程中運(yùn)動(dòng)能力的可塑性變化。由于運(yùn)動(dòng)能力的改變對(duì)于蝗蟲(chóng)聚群和大規(guī)模遷徙具有關(guān)鍵作用，這種“雙剎車(chē)”模式為聚群發(fā)生提供了精密的控制機(jī)制來(lái)適應(yīng)環(huán)境的變化。這項(xiàng)學(xué)習(xí)成果不僅深化了對(duì)飛蝗聚群的理解，而且為學(xué)習(xí)不同神經(jīng)調(diào)質(zhì)的互作機(jī)理提供了新的思路。
　　該文章于3月27日以The neuropeptide F/nitric oxide pathway is essential for shaping locomotor plasticity underlying locust phase transition 為題在線(xiàn)發(fā)表于eLife 雜志。第一作者為動(dòng)物所助理學(xué)習(xí)員侯麗，通訊作者為學(xué)習(xí)員康樂(lè)和王憲輝。該課題得到中科院先導(dǎo)B項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金委項(xiàng)目的資助。
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　　NPF/NO通路調(diào)控飛蝗型變過(guò)程中運(yùn)動(dòng)可塑性的機(jī)理模型動(dòng)物所發(fā)現(xiàn)調(diào)控飛蝗聚群過(guò)程的“雙剎車(chē)”神經(jīng)分子機(jī)制  |  責(zé)任編輯：蟲(chóng)子
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