觸覺、聽覺、本體感覺、機械痛覺等感覺信息對于動物協(xié)調(diào)其行為至關(guān)重要。TMC家族蛋白TMC1和TMC2最近因其在哺乳類聽覺中的重要作用而被廣泛研究。TMC1和TMC2的基因突變在人類或小鼠中均會導(dǎo)致耳聾。TMC1和TMC2極有可能是我們內(nèi)耳毛細胞中機械轉(zhuǎn)導(dǎo)通道的組成部分。然而它們的具體功能仍然不是非常清楚。另外,TMC蛋白是否參與其它類型的機械感受也是未知的。
6月28日,《美國科學(xué)院院刊》發(fā)表了題為《TMC基因調(diào)節(jié)果蠅幼蟲的位移運動》的研究論文。來自中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院神經(jīng)科學(xué)研究所的王佐仁課題組和UCSF詹裕農(nóng)課題組的研究團隊在文章中報道了果蠅的TMC調(diào)節(jié)幼蟲的運動。運動需要外周對機械敏感的本體感覺器的感覺反饋。介導(dǎo)這種本體感覺對運動調(diào)控的分子機制仍然知之甚少。這篇文章將對本體感受的分子機制有所啟示。
該研究工作中,他們發(fā)現(xiàn)果蠅的tmc基因表達在幼蟲外周的第一類樹突分支神經(jīng)元和雙極樹突神經(jīng)元中,這兩類神經(jīng)元都是已知為幼蟲運動提供感覺反饋的神經(jīng)元。他們發(fā)現(xiàn)tmc突變體表現(xiàn)出爬行速度降低、擺頭以及后退增多的表型,而非聽覺缺陷。用tmc-Gal4驅(qū)動表達TMC可以挽救這些tmc突變導(dǎo)致的行為缺陷,而降低TMC的表達則會導(dǎo)致與tmc突變體相似的表型。另外,彎曲幼蟲的身體可以激活TMC陽性的神經(jīng)元,而在tmc突變體幼蟲中的這種反應(yīng)則降低了。此外,他們還發(fā)現(xiàn)用tmc-Gal4驅(qū)動表達哺乳類的TMC1和/或TMC2可以挽救tmc突變導(dǎo)致的行為缺陷,提示果蠅TMC和哺乳類的TMC蛋白之間功能保守。該研究提示TMC在果蠅幼蟲體表感覺神經(jīng)元中參與機械感受來調(diào)節(jié)幼蟲的運動。
此工作由郭延猛、王玉萍、張偉、王珊以及ZANINI Damiano在王佐仁及詹裕農(nóng)的指導(dǎo)下完成。此工作受到了中科院B類先導(dǎo)研究計劃、中國“973”項目以及美國國立健康研究所基金的支持。
野生型果蠅幼蟲典型的運動模式(A)和運動軌跡(C)以及tmc突變體果蠅tmcGal4典型的運動模式(B)和運動軌跡(D)
