神经元

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根据瑞士洛桑克里克大学和马克斯·普朗克化学生态研究所对果蝇进行的研究,防止神经元在大脑生长过程中死亡意味着这些“僵尸”细胞可以发展成为有功能的神经元。

在美国,大量的神经元会自我毁灭,这是一种基本的调节机制,它能清除多余的东西。在人类脑的某些区域,这种细胞“自杀”称为细胞凋亡,影响约50%的神经元。

这项研究发表在科学推进在果蝇身上进行(果蝇黑胶基)的研究发现,通过阻止这些细胞的死亡,它们随后会形成新的神经元网络,这些网络的作用和特性与现有的神经元不同。

研究人员遗传抑制了苍蝇神经元细胞凋亡的最后阶段。他们发现,这些获救的“僵尸”细胞(如果没有这些细胞的话,它们就会被摧毁)发育成能够识别气味的功能性嗅觉神经元。然而,“僵尸”神经元表达的嗅觉受体与标准神经元不同。例如,在一种名为上颌触须的嗅觉器官中发现的一些“僵尸”神经元具有探测二氧化碳的感受器,昆虫利用这种信号来感知动物和人类的存在,因为动物和人类在呼吸时会呼出二氧化碳。这些额外的神经元赋予果蝇与蚊子相似的特征(anopheles gambiae.),与苍蝇不同,它在其上颌骨上也具有二氧化碳感测的嗅神经元。这两种物种有一个共同的祖先,这些祖先在大约2.5亿年前生活。

“当通常死亡的神经元受到保护免于凋亡时,它们就会发展成‘僵尸’神经元,这种神经元与蚊子体内的某些神经元具有相似的特征。”因此,细胞凋亡是一个因素,负责如何蚊子和随着时间的推移,他们已经适应了吗Lucia Prieto-Godino说。她是克里克神经回路和进化实验室的共同第一作者和小组组长。

Richard Benton说:“从进化的角度来看,我们的研究结果表明,神经系统中细胞死亡模式的改变可以让一个物种通过进化出具有新的结构和功能属性的新神经元种群来适应环境中的新压力。”UNIL整合基因组学中心的高级作者和组长。

虽然研究人员没有详细研究具有更多嗅觉的苍蝇的行为,这种增长理论上可以让它们以更高的灵敏度感知气味。这可以帮助它们发现伴侣、食物或危险,因此相对于其他个体来说是一种优势。

更多信息:L.L. Prieto-Godino el al. "嗅觉系统中"不死"神经元的功能整合"科学推进(2020)。advances.sciencemag.org/content/6/11/eaaz7238

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