Nature推荐神经生物学本周重点论文

　　

生物通报道：Nature本周（9月6日）以“Neuroscience: Lessons from heartbreak”为题推荐了一篇神经生物学研究文章，指出雄性果蝇很快就知道了，追求已交配的雌性果蝇是没有用的。事实证明，雄性大脑中一小部分神经元会传递这个负面的经验，并调控信息素（pheromone，就是传说中的费洛蒙）的敏感性。

这项研究是由奥地利分子病理学研究所主导完成，之前的研究告诉我们，年轻雄性果蝇具有识别已被交配过的果蝇的能力，并且不再和已交配过的果蝇交配，其中的机制，科学家们并不知晓。

研究人员发现其中扮演关键角色的是信息素：cis-vaccenyl acetate (cVA)，所谓信息素是指一种由动物体分泌出来且具有挥发性的化学物质，它可使同种动物在不同个体之间，透过嗅觉的作用而传递讯息，产生行为或生理上的变化 (Karlson and Luscher.1959) 。

当雄性果蝇和雌性果蝇交配时，在交配的时候，雄性果蝇会释放cVA，正是这种信息素作为了一种信号物质，告诫其它果蝇，别再追求这个果蝇。

为了证实这一点，研究人员设计了实验，对雄性果蝇进行修饰，让它们不能嗅到或者感觉到交配后雌性果蝇体内含有的cVA。结果他们发现被修饰的雄性果蝇仍然尝试着和已经交配的雌性果蝇进行交配，这就在本质上证实了被修饰的果蝇失去了辨别雌性果蝇交配情况的能力。

同时研究人员还对雌性果蝇进行了遗传改造，使得这些雌性果蝇自己能够分泌cVA，同样发现所有的雄性果蝇都不再和这些雌性果蝇进行交配。这两项实验结果表明，正是交配后雄性果蝇释放的cVA起到一种信号物质的作用。

但是为了进一步解析雄性果蝇如何识别这种cVA信息素，研究人员又进行了深入研究。

通过努力，他们将焦点放在了一种称为多巴胺的物质上，这是一种驱使可卡因上瘾的化学物质，不过之前一般认为多巴胺与昆虫的学习能力相关，研究人员发现为了和雌雄果蝇交配，年轻雄性果蝇在交配前的识别过程中，体内多巴胺含量水平发表了变化，这种变化导致雄性果蝇学会辨别雌性果蝇体内是否存在cVA。如果发现雌性果蝇体内含有cVA，它们就会避开这些雌性果蝇。

关于cVA，之前还曾有科学家发现cVA能促进研黄果蝇中的雄性攻击性，这种攻击性的提升需要嗅觉感应神经元（olfactory sensory neurons，OSNs）以及其表达受体Or67d。

Or67d基因的定向突变的一个实验证实了cVA对雌性和雄性的不同作用，在两个性别中cVA都发挥作用，但在雄性中它抑制交配行为，在雌性中它鼓励交配行为。缺失Or67d的突变雄性错误地向其他雄性求偶，而有同样突变的的雌性对求偶的雄性却变得不是很接受。

这些研究数据表明，cVA也许通过调控攻击性扮演着负调控雄性个体密度的角色，这一遗传机制的发现打开了这种进化保守性的神经生物学机制。

（生物通：万纹）

原文标题：

Dopamine neurons modulate pheromone responses in Drosophila courtship learning

Neuroscience: Lessons from heartbreak