北大生科院，加州大学合作发表Cell封面文章

北京大学生命科学学院博士学位研究生樊圃为第一作者在Cell杂志上以封面文章的形式发表论文，揭示了黑腹果蝇识别其它物种果蝇的生物学机制，鉴定出参与该行为的感觉受体、化学分子和相关神经回路。

　　

2013年7月3日，北京大学生命科学学院博士学位研究生樊圃为第一作者在国际著名学术刊物《细胞》（Cell）以封面文章的形式发表论文，揭示了黑腹果蝇识别其它物种果蝇的生物学机制，鉴定出参与该行为的感觉受体、化学分子和相关神经回路。樊圃等的论文题为“抑制黑腹果蝇与其他种属交配的遗传和神经机制”，同期《细胞》还发表了耶鲁大学教授、美国科学院院士John Carlson对该文的评论。

物种的形成过程中必需存在不同物种间的生殖隔离机制。作为实现生殖隔离重要步骤的求偶识别行为虽普遍存在且在演化过程中具有重要意义，但这一行为的分子、神经生物学机制却知道的很少。

樊圃的研究使用黑腹果蝇作为模式生物，发现失去前足跗节部分的雄性黑腹果蝇无法辨别求偶对象是否来自本物种，开始错误的向其它物种雌果蝇求偶。进一步研究发现，表达在雄果蝇前腿感觉神经元中的味觉受体、一种称为Gr32a的G蛋白耦联受体通过求偶识别过程中的拍打行为接触对方果蝇身上的表皮烃类外激素。如果这些外激素中含有来自其它物种的抑制性成分，这些特定的化学分子激活黑腹果蝇的Gr32a，抑制种间求偶。文章还证明了控制雄性求偶行为的关键蛋白FruM也参与抑制种间求偶行为，并与Gr32a作用于同一神经回路。该研究推动了理解行为导致的生殖隔离，为人类了解物种形成之谜提供新的线索。

论文的第一作者单位为北大生科院生物膜与膜生物工程国家重点实验室、北大清华生命科学联合中心，第一作者樊圃是北大生科院饶毅实验室的研究生，她的合作者、论文共同第一作者Devanand Manoli是美国旧金山加州大学NiraoShah实验室的博士后。

原文摘要：

Genetic and Neural Mechanisms that Inhibit Drosophila from Mating with Other Species

Genetically hard-wired neural mechanisms must enforce behavioral reproductive isolation because interspecies courtship is rare even in sexually naïve animals of most species. We find that the chemoreceptor Gr32a inhibits male D. melanogaster from courting diverse fruit fly species. Gr32a recognizes nonvolatile aversive cues present on these reproductively dead-end targets, and activity of Gr32a neurons is necessary and sufficient to inhibit interspecies courtship. Male-specific Fruitless (FruM), a master regulator of courtship, also inhibits interspecies courtship. Gr32a and FruM are not coexpressed, but FruM neurons contact Gr32a neurons, suggesting that these genes influence a shared neural circuit that inhibits interspecies courtship. Gr32a and FruM also suppress within-species intermale courtship, but we show that distinct mechanisms preclude sexual displays toward conspecific males and other species. Although this chemosensory pathway does not inhibit interspecies mating in D. melanogaster females, similar mechanisms appear to inhibit this behavior in many other male drosophilids.