生物學(xué)家獲得了關(guān)于Hox基因如何控制攝食行為的新見解

在果蠅模型生物果蠅Drosophila melanogaster的實(shí)驗(yàn)中，海德堡大學(xué)的生物學(xué)家獲得了關(guān)于如何編碼和控制攝食行為的新見解。由有機(jī)研究中心(COS)的Ingrid Lohmann教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組研究了Hox基因家族特殊發(fā)育基因的功能。這個(gè)基因?qū)τ诰S持蒼蠅頭部的運(yùn)動(dòng)單元至關(guān)重要，該運(yùn)動(dòng)單元由肌肉和刺激神經(jīng)元組成，這些神經(jīng)元能使蒼蠅進(jìn)食。如果Hox基因的功能受損或有缺陷，則該裝置沒有或僅部分發(fā)育并且動(dòng)物饑餓。研究結(jié)果發(fā)表在Cell Reports雜志上。

“動(dòng)物根據(jù)陳規(guī)定型的運(yùn)動(dòng)模式與環(huán)境相互作用，例如在跑步，呼吸或喂食期間進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)模式，”Lohmann教授解釋說，他是有機(jī)體研究中心發(fā)育生物學(xué)研究小組的負(fù)責(zé)人。“我們已經(jīng)知道一段時(shí)間的調(diào)控基因家族被稱為Hox基因?qū)τ诮f(xié)調(diào)的運(yùn)動(dòng)模式至關(guān)重要。但直到現(xiàn)在我們還沒有理解喂養(yǎng)行為的分子基礎(chǔ)。“使用黑腹果蠅，Lohmann教授的團(tuán)隊(duì)能夠證明一種特殊的Hox基因，即變形，控制著飼養(yǎng)運(yùn)動(dòng)單位的建立，不僅在開發(fā)過程中它還負(fù)責(zé)維持其在生命后期階段的功能，當(dāng)研究人員在成功形成運(yùn)動(dòng)單元后胚胎發(fā)生時(shí)停用變形時(shí)，它就顯露出來了。然而，典型的運(yùn)動(dòng)模式仍然失去了。團(tuán)隊(duì)能夠?qū)p失歸因于神經(jīng)元和肌肉之間的交界處或突觸處的主要變化。

“我們的研究表明，Hox基因在神經(jīng)元中具有保護(hù)作用。一旦這種保護(hù)消失，神經(jīng)元就會(huì)退化，就像我們?cè)诎柎暮Ｄ习Y和帕金森氏癥等神經(jīng)退行性疾病中所觀察到的那樣，”Lohmann教授解釋說。未來的研究將致力于闡明Hox基因如何在分子水平上發(fā)揮這種保護(hù)功能。該研究項(xiàng)目由德國研究基金會(huì)資助。

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