文章專區

2013-07-01揭開果蠅行為機制 阿茲海默症新希望 523 期

Author 作者 編輯部

6/25 

清大的研究團隊發現,果蠅嗅聞低濃度與高濃度的二氧化碳後,神經信號在腦神經網絡中有平行與轉軌的機制,觸發躲避與接近行為。而非以往認知的只走單一的神經迴路。有助解開人類行為調控機制及治療阿茲海默症等疾病。

果蠅碰到危險會釋放二氧化碳信號,其他果蠅收到警訊後便逃逸;腐爛水果的酵母菌發酵也會釋放二氧化碳,果蠅不逃跑還會湊上去吃。果蠅的腦神經網絡如何分別這兩種情況,一直是學界研究的課題。

這次研究團隊透過藍光激發「光敏蛋白」,標記追蹤二氧化碳神經訊號在腦細胞的傳遞路徑,來研究其神經訊號在複雜腦神經網路中如何轉軌。結果發現二氧化碳神經訊號同時透過三條路徑傳遞,第一條和第二條路徑都會觸發果蠅的躲避行為;第三條路徑雖然不會刺激果蠅閃躲,卻可以調控第一、二條路徑的訊息傳遞。

團隊發現果蠅面對低濃度二氧化碳時,神經訊號會平行走第一條神經迴路,觸發躲避行為;但面對高濃度二氧化碳時,第三條神經迴路卻會釋出物質抑制第一條神經迴路,神經訊號產生轉軌機制改走第二條路徑。

團隊選用果蠅為研究對象有兩個原因:果蠅只有10萬個腦細胞,較不複雜;二來團隊現在已經可以成熟控制果蠅腦神經細胞裡的基因。也因為所有動物基因表現、腦神經調控行為的形式互通,未來有機會利用果蠅研究人腦疾病的分子機制,例如阿茲海默症、帕金森氏症與亨丁頓跳舞症。