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2018年9月12日王立铭实验室在Cell Research在线发文报道果蝇中枢神经系统检测食物中氨基酸并据此调控进食的机制

时间:2018年09月13日 访问次数:1496

 2018年9月12日,王立銘實驗室在Cell Research在线发表题为"A post-ingestive amino acid sensor that promotes food consumption in Drosophila" 的研究论文,发现了果蝇中枢神经系统检测食物中氨基酸和据此调控进食行为的机制。

無論是聚合成多肽、蛋白,還是以單體形式存在,氨基酸在生物體內發揮著諸多重要的功能。哺乳動物進化出感知鮮味的味覺系統,而中樞神經系統對氨基酸的監測機制尚有許多爭議。作爲異養生物,果蠅須通過食物補充氨基酸,但因其沒有鮮味受體,人們對果蠅如何檢測氨基酸、保證蛋白質的攝入表示困惑。

王立铭课题组发现,食物中3种天然的左旋氨基酸,丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸可以显著上调果蝇进食量。果蝇这一检测氨基酸-调控进食量的反应发生于20秒之内,且不依赖于外周的味觉感知、不依赖于体内氨基酸的匮乏。在体实验表明进食游离的L-Ala, L-Asp, L-Glu即激活果蝇中枢神经系统中6个diuretic hormone 44阳性的神经元,离体实验表明DH44神经元是氨基酸的直接感受器。后续实验表明DH44神经元是氨基酸调控进食行为的充要条件,神经肽DH44及其两类受体介导了这一调控。就DH44神经元的进一步研究表明,CG13248和CG4991所编码的氨基酸转运体介导了DH44神经元对氨基酸的感知,细胞内经典的GCN2-ATF4信号通路引发了DH44神经元对下游行为的调控。以上工作首次阐明了果蝇成虫中枢神经系统对氨基酸的检测和应答机理,对高等动物的相应研究有所提示。

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該課題得到了國家自然科學基金、浙江大學中央高校基本科研業務費專項資金的支持。

原文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41422-018-0084-9