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果蝇依靠嗅觉辨别食物等，但环境光对其嗅觉的影响未知。研究人员聚焦此开展 “Control of odor sensation by light and cryptochrome in the Drosophila antenna” 研究。结果发现 UV 或蓝光可降低果蝇对某些气味的厌恶，该过程依赖隐花色素（Cry）。这揭示了光调节嗅觉的新机制。
在神奇的微观世界里，果蝇虽小，却有着独特的生存智慧，嗅觉便是它们生存的重要 “武器” 之一，帮助它们区分安全与有害食物。然而，环境中还有一种常见因素 —— 光，它对果蝇嗅觉的影响却一直是个未解之谜。以往研究发现，人类的味觉会受到多种感觉刺激的影响，比如食物温度、质地等，那光是否也会对嗅觉产生作用呢？为了解开这个谜团，来自美国加利福尼亚大学圣巴巴拉分校（University of California, Santa Barbara）的研究人员展开了一项极具意义的研究。他们的研究成果发表在《iScience》杂志上，为我们揭示了光与果蝇嗅觉之间的神秘联系。
研究人员为探究光对果蝇嗅觉的影响，采用了多种技术方法。行为学实验方面，运用改良的双向选择测定法（direct airborne repellent test，DART2），观察果蝇在不同光照和气味条件下的行为反应；电生理实验上，通过触角电位图（electroantennograms，EAGs）记录果蝇触角在光刺激下对气味反应的变化；还利用免疫组化技术确定隐花色素（Cryptochrome，Cry）等蛋白的表达位置，以及通过 DCFDA 成像检测活性氧（reactive oxygen species，ROS）的产生。
在研究结果部分，首先是 DART2 测定嗅觉避害反应。研究人员发现，利用 DART2 测定法，果蝇对 1% 苯甲醛（benzaldehyde，BA）有强烈的回避反应，且当实验中果蝇数量≥8 只时，反应变异性更小。同时，性别对果蝇对 BA 的反应没有显著影响。
接着发现 UV 和蓝光可降低对苯甲醛的厌恶。实验表明，暴露于 “白光”（包含红、绿、蓝、UV 光）下，果蝇对 1% BA 的回避明显减少。进一步研究不同波长的光，发现 UV（365nm）或蓝光（450nm）能抑制对 BA 的排斥，且当 UV 光强度≥20μW/cm2 或蓝光强度≥18μW/cm2 时，厌恶反应显著降低。此外，UV 光对不同浓度 BA 的反应影响不同，对 0.1% 和 0.5% BA 无明显作用，对 10% BA 因本身厌恶反应过强也无影响。而且，UV 光对其他气味物质如异硫氰酸烯丙酯（allyl isothiocyanate，AITC）、香茅醛（citronellal）等的反应影响各异，对异戊酸（isovaleric acid）和柠檬草（lemongrass）的厌恶反应也有显著降低作用。
然后是 ORN 反应受光抑制，且不依赖视紫红质。EAG 实验显示，蓝光照射下，果蝇对 BA 的反应减弱，表明光会影响触角中 ORN 的活性。研究还发现，视紫红质并非抑制对 BA 排斥所必需，缺乏 norpA 基因（其编码的蛋白与部分视紫红质信号传导相关）的果蝇在 UV 光下对 BA 的厌恶反应与对照组相似，影响 Rh1、Rh3、Rh4 的突变也不改变光对 BA 厌恶反应的影响，虽然 Rh7 突变会减弱光的作用，但在触角中未检测到 Rh7 的表达，说明其对触角嗅觉反应的影响并非直接作用。
之后明确 Cryptochrome 是光抑制嗅觉回避所必需的。研究发现，Cry 基因的无效突变（cry01）消除了 UV 或蓝光对 BA 嗅觉回避的抑制作用。EAG 实验也表明，cry01果蝇在蓝光下对 BA 仍有较强反应，说明 Cry 在光抑制气味反应中起重要作用。
研究还发现 cry 在嗅觉感器的非神经元细胞中表达且发挥作用。通过实验发现，cry 在嗅觉感器的支持细胞中表达，而非嗅觉受体神经元（olfactory receptor neurons，ORN）。利用 cry-GAL4 驱动 UAS-mCD8::GFP 表达，结合其他细胞标记物实验，证实了 cry 在支持细胞中的表达。并且，在支持细胞中表达 cry（UAS-cry）能恢复 cry01突变体在 UV 光下对 BA 的厌恶反应降低现象。
此外，明确了活性氧在调节气味反应中的作用。研究表明，UV 光激活 Cry 会使触角中产生 ROS，cry01突变体触角中 ROS 产生减少。在支持细胞中表达双氧化酶（dual oxidase，DuOx）增加 ROS 生成，可在黑暗中降低果蝇对 BA 的排斥，说明 ROS 在调节气味反应中发挥作用。
最后确定 TRPA1-C 是对苯甲醛回避所必需的。研究发现，TRPA1 基因的 C 亚型（TRPA1-C）在 ORN 中表达，trpA1-C 敲入果蝇（trpA1-C-KI）对 BA 的回避反应与对照果蝇相似，在 trpA1 null 突变体背景下表达 UAS-trpA1-C 可挽救突变体表型，而表达 UAS-trpA1-D 效果不明显。并且，BA 可直接激活表达在昆虫细胞系（S2 细胞）中的 TRPA1-C，H2O2激活 TRPA1-C 后会使其对 BA 的激活不再响应。
综合研究结论与讨论部分，该研究首次证明了嗅觉器官中的光感受会影响气味检测。研究发现光通过激活支持细胞中的 Cry 产生 ROS，使 ORN 中的 TRPA1-C 脱敏，进而减弱果蝇对某些气味的厌恶反应。这一发现不仅揭示了光调节果蝇嗅觉的新机制，还表明嗅觉感器中的支持细胞可作为一类新的光敏感细胞。这为深入理解嗅觉感知的调控机制提供了新的视角，也为后续研究其他生物的嗅觉与光的关系奠定了基础，具有重要的科学意义。
