跌跌撞撞果蝇领先科学家发现基因传感关节位置的关键

斯克里普斯研究所的科学家们(TSRI)发现了一个重要的机制指导平衡和肢体运动感觉反馈。

TSRI小组的发现,发现在果蝇中,中心在一个基因和神经细胞的一种检测所需的大腿根的角度。“这些细胞类似人类神经细胞刺激活动关节,”教授团队领导说波阿斯库克TSRI助理教授,“他们编码关节角信息以相同的方式”。

如果发现可以完全复制人类,他们可能会导致更好的理解,以及治疗疾病带来错误的本体感觉,身体位置的检测。

的一份报告发现出现在3月14日,2014年出版的杂志科学。

一个神秘的感觉

的本体感觉四肢的位置是什么使一个人,即使闭上眼睛,触摸鼻子的顶端的小费finger-an容易受酒精的能力,这就是为什么交警经常测试怀疑酒后驾车。

科学家们已经知道,本体感受的信号来自所谓mechanosensory神经元,神经末梢的嵌入肌肉,皮肤和其他组织。这些组织的拉伸或压缩打开离子通道神经细胞膜,导致一个信号到大脑。

没有清楚的是这样一个神经元可以专攻感应一种membrane-distorting stimulus-such作为肢体joint-yet排除他人的角度,压力等的影响。

在新的研究中,库克和他的两名成员实验室,第一作者比拉德赛,博士后,研究生查达的阿布,试图阐明这个神秘与果蝇的研究果蝇。迅速成熟,容易学习,果蝇经常分析基本的遗传基础动物行为的线索。

后跟踪

库克和他的同事们开始用一种特殊的集合果蝇包含各种未列入目录的突变。科学家们筛选收集寻找变异果蝇有行走障碍,很快把注意力集中在几个步行者受损,有相同基因的突变。

科学家们命名为基因跌倒(简称葡萄汁)异常造成的。

使用荧光示踪剂,然后本地化的葡萄汁在正常的果蝇的表达神经元,接近三个主要腿关节。每个神经元的input-sensing卷须(树突)增长直到joints-a表明它的进化功能是检测关节角。

研究人员还发现,指定的蛋白质发酵的葡萄汁基因通常迁移的每个树突。与高分辨率显微镜,拍摄这些技巧和观察到的一个额外的分支长度或多或少的横向联合。

平时,静态关节角,相对位置的主要树突顶端和侧枝仍或多或少相同的;然而,在极端的关节角,伸出。一样,神经元的钙离子水平急剧上升,表明离子通道打开,神经元变得活跃。

库克指出,结果显示一个看似通用mechanosensory membrane-stretch-sensitive神经元可以演变为特定类型的本体感受的特异性信号。”这是一个很好的例子,如何创建的特异性仅有机械的东西,”他说。

这个团队现在正试图敲定的葡萄汁蛋白质的特定角色果蝇和确定的人类版本stum-which从未characterized-also在关节角传感工作。一些感官作用的人类版本的葡萄汁,随着发酵的葡萄汁基因在动物进化非常好守恒的。库克和他的同事们甚至可以恢复正常行走能力stum-mutant苍蝇通过添加鼠标版本的葡萄汁基因。“葡萄汁可能是在所有的动物做同样的事情,”他说。

的标题科学研究“葡萄汁基因本体神经元对机械传感至关重要。”