在松果體上煥發(fā)新的光芒

當(dāng)斑馬魚缺乏特定蛋白質(zhì)時，大腦的兩個半球?qū)ΨQ發(fā)育，并且不產(chǎn)生睡眠激素褪黑激素。這些結(jié)果最近由弗萊堡生物學(xué)家Theresa Schredelseker和Wolfgang Driever博士在發(fā)展期刊上發(fā)表。他們對松果體的研究揭示了左右不對稱和晝夜循環(huán)之間的遺傳聯(lián)系。

松果腺是一種小型結(jié)構(gòu)，人體內(nèi)部位于大腦深處，但斑馬魚直接位于頭骨下方。然而，它的主要功能是在魚類和人類中保存：每晚釋放褪黑激素。當(dāng)人類松果腺通過眼睛探測到日光時，魚松果腺直接感受到光線。利用先進的遺傳工具，研究人員生成的斑馬魚不再能產(chǎn)生腦特異性同源框(Bsx)蛋白。在魚缺乏這種蛋白質(zhì)，松果體的感光細(xì)胞腺沒有正常發(fā)育，也沒有產(chǎn)生褪黑激素。早期的研究表明，斑馬魚中的褪黑激素缺乏會破壞睡眠 - 覺醒周期。因此，魚的癥狀類似于人們因工作夜班或夜間智能手機使用過多而出現(xiàn)的癥狀。

缺乏Bsx在大腦中有其他有趣的后果。在胚胎發(fā)育的第二天，一小組細(xì)胞通常從松果體遷移出來，幾乎總是遷移到大腦的左側(cè)部分。這些細(xì)胞使周圍組織發(fā)育出左半腦的特征。當(dāng)缺乏Bsx時，這些細(xì)胞不會形成，大腦會形成兩個“正確”的一半。雖然這項研究側(cè)重于胚胎發(fā)育，但它也為行為研究開辟了新的機會。例如，最近，一個美國研究小組發(fā)現(xiàn)，具有對稱大腦的魚表現(xiàn)出行為異常，這些異常被解釋為焦慮加劇。

在過去的幾十年中，這種長達4厘米的斑馬魚已成為最受歡迎的遺傳研究模式生物之一。它迅速繁殖和發(fā)展：雌性每周產(chǎn)卵300個，每個卵在12到16周內(nèi)達到成熟。胚胎的透明度意味著即使在早期幼蟲階段，也可以直接觀察發(fā)育中胚胎中的細(xì)胞。作為脊椎動物，它擁有許多在人類中具有相同或相似功能的基因。

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