《细胞》 ：研究发现果蝇厌恶机制(土臭素（geosmin）的分子)

邓文龙

作者：Marcus C. Stensmyr 来源：《细胞》

发布时间：2013-1-16 14:46:51

研究发现果蝇厌恶机制

有时候，冰箱里的水果烂了。一打开冰箱门，腐烂气味扑面而来，令人作呕。这种厌恶的感觉并非人类特有，果蝇也有。研究人员近日在《Cell》杂志上发表文章，将果蝇中的这种反应归结为一个名为土臭素（geosmin）的分子。

果蝇喜欢在醋、酒、发酵的水果上生长和产卵。但是当水果开始腐烂时，链球菌和青霉菌就成为一种有毒的威胁。此外，这些细菌和霉菌通常产生大量的土臭素。这种物质我们并不陌生，天空下雨时，泥土会散发出一股腥味，这就是土臭素的气味。

与所有动物一样，果蝇也需要安全的食物。由于果蝇的主要食物来源是生长在发酵水果上的酵母，那么分辨安全的酵母和被有害微生物覆盖的酵母，就成为果蝇的重要任务。德国马克斯-普朗克化学生态学研究所的进化神经行为学系主任Bill Hansson领导了这一研究。
  
利用电生理学技术，研究人员将这一效应定位到触角神经元，它们表达嗅觉受体Or56a。这些受体与神经元连接，覆盖所有的嗅觉输入信号。它们立即制止了诱食信号、摄食行为和产卵。

这种受体的特异性让人吃惊。研究小组检验了103种已知的气味分子，只有土臭素能够激活它。此系统意味着神经回路是专为厌恶而设计的。为了更深入追踪果蝇大脑中的神经通路，研究小组利用了钙成像和膜片钳技术。他们发现该通路确实是特异的，这在神经通路中相当罕见。

Hansson对此很感兴趣，因为单个化合物通常不会有如此深远的影响。同时，研究人员还发现他们研究的所有果蝇物种都表达Or56a受体，只有一种除外。不过，这一特别的物种一直生活在花里面，只有花香，没有土臭。

研究小组还利用一种近期开发的电脑风洞来吹出阵阵气味，看果蝇如何应对。Hansson表示，这能够以前所未有的方式来量化果蝇的行为。

Hansson预计，在其他昆虫中也能找到类似的厌恶机制。蚊子、松树甲虫、玉米螟的类似通路有望用于害虫防治，但Hansson对那些不是特别感兴趣。相反，他打算深入探究果蝇的通路，鉴定出能改变果蝇停止振翅等行为的通路。