写于 2017-03-10 03:26:06| 金沙平台| 总汇

果蝇Drosophila melanogaster的触角,以暗黄色示意显示暗红色:气味分子信用:Dieter Wicher,马克斯普朗克化学生态研究所马克斯普朗克研究所的研究人员首次提供实验证明极其敏感的嗅觉系统果蝇基于气味受体的自我调节高度发达的天线含有不同类型的嗅觉受体,允许昆虫使用微量的气味来定向食物,产卵场或配偶等资源

耶拿马克斯普朗克化学生态研究所的科学家,德国,现在已经使用了突变果蝇,并且第一次提供了实验证据,即果蝇的极其敏感的嗅觉系统 - 它们能够检测到每毫升空气中几千个气味分子,而人类需要数亿个 - 基于气味受体的自我调节甚至更少的分子低于反应阈值足以放大受体的灵敏度,不久之后分子的结合会触发控制苍蝇反应和飞行行为的离子通道的开启

这意味着低于阈值的气味刺激会增加受体的敏感性,如果是第二个气味脉冲在一定时间内到达,会引发神经反应令人惊讶的是,有多少果蝇(果蝇)找到了腐烂苹果的途径众所周知,昆虫能够检测到最轻微的气味分子浓度,特别是信息素,还有“食物信号”Dieter Wicher,Shannon Olsson,Bill Hansson和他们在马克斯普朗克化学生态研究所的同事正在寻找昆虫能够如此容易地追踪气味分子并且浓度如此之低的问题的答案对其他动物他们把注意力集中在天线中的气味受体蛋白质,昆虫的鼻子上昆虫蛋白质从进化的角度来看是非常年轻的,它们的分子成分可能是昆虫高度敏感的嗅觉的基础昆虫气味受体形成一个受体系统,它由实际的受体蛋白和离子通道组成

分子,受体蛋白和离子通道触发神经电响应最近在受体系统Or22a-Orco中描述了这种机制除了作为所谓的离子型受体之外,它能使离子在气味分子结合后通过膜流动,气味受体也引发细胞内信号这些刺激环磷酸腺苷(环AMP或cAMP)的形成,其激活通过共同受体Orco的离子流

然而,这种弱电和慢电流的作用和相关性直到现在还不清楚气味受体研究蛋白质二聚体是由气味受体Or22a和共同受体Orco组成的;它们介导对气味分子非常敏感的反应上图:致敏状态 - 由cAMP引起的弱离子流;下图:信号在受体系统中“切换”,导致离子通道开放和电信号转导信用:Dieter Wicher,Max Planck化学生态研究所Merid N Getahun,来自埃塞俄比亚的博士生,他的同事们进行了多次在果蝇嗅觉神经元上进行实验他们注射了少量化合物,刺激,抑制或模仿cAMP形成直接进入飞行天线上的嗅觉感觉神经元的感觉毛发研究人员测试了苍蝇对丁酸乙酯的反应,其具有类似于水果的气味

菠萝,并通过使用玻璃微电极测量感觉神经元中的活动作为对照,他们使用基因修饰的果蝇,其中共同受体Orco已被灭活“事实上这些突变体不再能够响应cAMP或抑制/激活所涉及的关键酶,如蛋白激酶C和磷脂酶C,表明高度敏感昆虫的嗅觉系统是由它们自己的气味受体在细胞内调节的,“该研究小组的负责人Dieter Wicher说道

气味受体和共同受体Orco的组合可以与晶体管进行比较,Wicher继续说道:弱基本电流是足以释放激活神经元的主电流 这个过程也可以看作是位于昆虫鼻子中的短期记忆

非常弱的刺激在第一次发生时不会引起反应,但如果它在一定的时间跨度内再次出现,它将根据原理释放电响应

“有一次没有时间,但有两次是一堆”出版物:Merid N Getahun等,“昆虫气味反应灵敏度由代谢型自动调节的嗅觉受体调节,”PLOS ONE,2013年3月12日; DOI:101371 / journalpone0058889来源:马克斯普朗克研究所图片:马克斯普朗克化学生态研究所Dieter Wicher