清華新聞網(wǎng)3月11日電 進(jìn)食和繁殖是動(dòng)物生存的兩大基本需求。求偶與生殖過(guò)程是消耗能量的，因此，雄性動(dòng)物必須避免向錯(cuò)誤的對(duì)象求偶，如雄性或其他物種的雌性，以減少不必要的能量損耗。尤其是在苛刻的生存條件下，動(dòng)物必須在進(jìn)食和求偶兩者的優(yōu)先級(jí)上做出選擇，以保證最高的生存率。
3月9日，清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、清華-IDG/麥戈文腦科學(xué)研究院張偉課題組在《科學(xué)·進(jìn)展》（Science Advances）期刊發(fā)表了題為“營(yíng)養(yǎng)及信息素促進(jìn)胰島素釋放以抑制果蠅求偶”（Nutrients and pheromones promote insulin release to inhibit courtship drive）的文章，報(bào)道了果蠅求偶行為調(diào)節(jié)的新機(jī)制。
不同于傳統(tǒng)認(rèn)知的“飽暖思淫欲”，本研究發(fā)現(xiàn)雄蠅在饑餓后進(jìn)食糖類(lèi)會(huì)短暫降低對(duì)處女雌蠅的求偶強(qiáng)度，且這一過(guò)程依賴(lài)于胰島素信號(hào)通路。糖類(lèi)攝入會(huì)激活大腦中胰島素分泌細(xì)胞（IPCs），使其釋放類(lèi)胰島素肽（ilp2），ilp2可以抑制果蠅大腦中“求偶中心”P(pán)1神經(jīng)元的活性，從而降低果蠅的求偶強(qiáng)度。
有趣的是，胰島素缺失的雄蠅會(huì)出現(xiàn)對(duì)錯(cuò)誤對(duì)象，如雄蠅、非處女雌蠅或其他物種雌蠅的性亢奮。通過(guò)篩選發(fā)現(xiàn)，雄蠅前腿上的一群信息素感受神經(jīng)元被“錯(cuò)誤”對(duì)象身上的排斥性信息素激活，釋放甲殼類(lèi)心臟活性肽（CCAP）并作用于IPCs上的CCAP受體，使其分泌ilp2，進(jìn)而抑制果蠅求偶。
圖1 雄蠅前腿上的PPK23感覺(jué)神經(jīng)元被排斥性信息素激活，釋放甲殼類(lèi)心臟活性肽（CCAP）并作用于IPCs上的CCAP受體，使其分泌ilp2，降低P1神經(jīng)元活性，進(jìn)而抑制果蠅求偶（左）。同時(shí)，PPK23神經(jīng)元通過(guò)mAL神經(jīng)元直接抑制P1神經(jīng)元（右）。另外，進(jìn)食導(dǎo)致的血糖上升也會(huì)使ilp2釋放而抑制P1神經(jīng)元。
研究者們所發(fā)現(xiàn)的信息素感受神經(jīng)元通過(guò)CCAP-ilp2兩級(jí)信號(hào)介導(dǎo)的慢速求偶抑制，與之前報(bào)道的信息素感受神經(jīng)元通過(guò)突觸連接介導(dǎo)的快速求偶抑制相呼應(yīng)，并且在時(shí)間上互補(bǔ)，闡明了同一群外周感受神經(jīng)元通過(guò)快速和慢速兩條通路介導(dǎo)類(lèi)似功能的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制（圖1）。
清華大學(xué)生命學(xué)院博士后張立偉（已出站）和清華大學(xué)生命學(xué)院2018級(jí)博士生郭璇為本文共同第一作者，張立偉和張偉研究員為本文共同通訊作者。該研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委、北京市科委、清華大學(xué)自主科研基金和清華-IDG/麥戈文腦科學(xué)研究院“Brain+X”種子基金、北京市腦科學(xué)與類(lèi)腦研究中心的資助。
論文鏈接：
https://www.science.org/doi/full/10.1126/sciadv.abl6121?af=R
供稿：生命學(xué)院
編輯：李華山
審核：呂婷
