嗅觉、化学感知的转录组进化路线

一项突破性的研究揭示了果蝇感官进化背后的机制，展示了基因和细胞变异如何使它们适应不同的环境。这项研究揭示了嗅觉感知的多样性和性别差异的存在，为物种间感觉系统的进化提供了见解。

　　

新的研究揭示了果蝇感觉适应的遗传基础，揭示了不同的嗅觉体验和气味检测的性别特异性差异。

今天(2月5日)发表在《Nature Communications》上的一项新研究揭示了果蝇感官进化的隐藏世界。通过深入研究它们精致的鼻子和舌头背后的基因和细胞，研究人员发现了这些微小昆虫如何使自己的感官适应不同环境的惊人秘密。

该研究的主要作者、伦敦玛丽女王大学遗传学、基因组学和基础细胞生物学讲师Roman Arguello博士解释说:“想象一下这样一个世界:成熟的桃子对一只果蝇来说尝起来和闻起来都像浓烈的醋，但对另一只果蝇来说却像夏天的到来。我们的研究表明，这不仅是可能的，而且实际上很常见。”

基因对嗅觉的洞察

研究小组分析了6种不同果蝇的5个关键嗅觉组织的基因表达模式。这种全面的方法使他们能够比以往任何时候都更深入地研究气味的分子基础。

一个令人惊讶的发现是“稳定选择”的普遍存在，这种力量使大多数基因在几代之间保持相同的表达水平。然而，在这片稳定的海洋中，研究人员发现了数千个基因在表达上发生了重大变化，形成了不同果蝇物种独特的嗅觉景观。

感官知觉的多样性和性别差异

“这就像在浩瀚的统一海洋中寻找隐藏的多样性岛屿，”Arguello博士说。“这些基因表达的变化告诉我们新的气味、新的敏感性，甚至是利用气味来导航世界的新方法的进化。”

这项研究还揭示了两性之间有趣的差异。果蝇和许多其他动物一样，雄性和雌性经常通过不同的嗅觉透镜来感知世界。研究人员在黑腹果蝇的前腿上发现了令人惊讶的过多的雄性偏向基因表达，这表明这些肢体在雄性特有的气味检测中起着至关重要的作用。

“这些发现为理解性别差异如何演变以及它们如何影响动物行为开辟了令人兴奋的新途径，”Arguello博士说。

这项研究的意义超出了迷人的果蝇世界。它为了解感觉系统如何进化的一般原理提供了有价值的见解，为理解包括人类在内的其他动物如何感知其化学环境提供了线索。

参考文献:“Evolution of chemosensory tissues and cells across ecologically diverse Drosophilids” by Gwénaëlle Bontonou, Bastien Saint-Leandre, Tane Kafle, Tess Baticle, Afrah Hassan, Juan Antonio Sánchez-Alcañiz and J. Roman Arguello, 5 February 2024, Nature Communications.