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[硕士论文] 张洋明
生物物理学 华中科技大学 2017(学位年度)
摘要:动物对环境信号的正确应答是物种延续的保障,其中关注最多的是躲避行为。该行为大多是发生在分子水平、细胞水平以及环路水平的多种层次整合的结果。秀丽隐杆线虫以其身体透明,生长周期短,以及相对简单的神经系统被广泛的应用在功能研究。已有的研究说明秀丽线虫对伤害性刺激的躲避反应是多种层级神经元的调控的结果。而在参与调控的神经元中,感觉神经元特别是在感觉水平的相互调控研究的相对较少。
  秀丽线虫感觉神经元ASI是一对多模式的感觉神经元,其介导着重要的生理功能。例如:其通过daf系列通路调控线虫的休眠功能;通过离子通道负反馈调控温度感受;通过微调节躲避环路实现局部搜索行为以及代偿特定神经元的对刺激物的感受等。感觉神经元ADF是一对释放5-HT多模式的感觉神经元,其因释放5-HT水平的不同调控着不同的行为。已有的研究表明,在伤害性感受过程中秀丽线虫的感觉神经元ASI对ADF神经元活性具有促进作用,但是对其调控的分子机制我们是知之甚少。
  因此,我们以秀丽线虫感觉神经元ASI和ADF作为研究对象,以分子生物学、在体钙成像、光遗传、定量行为学等技术为手段,研究在 CuSO4感受过程中,ASI对ADF的调控分子机制。实验结果表明:阻断ASI神经递质释放和光抑制ASI的活性,ADF神经元的呈现明显的兴奋延迟;通过对合成神经肽前体egl-3和egl-21的筛选,我们发现神经肽介导ASI对ADF的调控;进一步的对神经肽的大规模筛选以及分子遗传实验,我们发现神经肽nlp-3、ins-1共同介导ASI对ADF的伤害性感受,最后通过行为学实验也进一步论证了这个结论。这些结果表明,神经肽介导神经元间的微调控,并且这种调控可能是以协同方式作用。
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