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科学家发现性别特异神经元 精选

已有 5968 次阅读 2015-10-18 07:33 |系统分类:海外观察

  男性生须、喉结突出、骨骼粗大、声音低沉等。女性乳腺发达、骨盆宽大、皮下脂肪丰富、嗓音尖细等。雄鸡冠宽大鲜红、羽毛粗长鲜艳、啼鸣高亢,雌鸡则无此特点。这些都是所谓第二性征,是指与生殖系统无直接关系,而可以用来分辨一个物种的性别的特征。男性和女性的大脑也存在性别差异,但是在细胞水平上也应该存在这种差异,不过我们并不了解这种差异的具体情况。现在关于线虫神经元的研究给我们提供了这种线索。或许根据这个线索和思路,将来有学者会用老鼠找到这种性别特异性神经元。甚至能找到同性恋的神经元基础。就是所谓“诺贝尔奖级”的重要发现了。


本周《自然》杂志报道了,在线虫大脑内,存在与性别相关的特定神经元,这些神经元不是与交配直接相关,这说明这种神经元属于类似第二性征的神经元,或者在神经元层面的第二性征。《自然》用“神秘”神经元来表示这种发现,是因为早就知道这种男性线虫神经元数量比较多,但对这种多出来的神经元的功能并没有研究透彻,现在发现与性别相关,但又与交配无直接相关的第二性征神经元,十分有意思。

线虫是一种重要的生物医学研究模式生物。2002年,诺贝尔生理医学奖颁发给Sydney BrennerH. Robert HorvitzJohn Sulston以表扬他们通过对秀丽线虫C. elegans的研究揭示细胞的程序性死亡机制,及器官发育遗传学的贡献。科学家40年前就已经开始对线虫这种简单到极致的中枢神经系统的全部神经元描述,2012年,科学家似乎终于完成了关于线虫的神经系统的图谱(T. A. Jarrell et al.Science 337, 437–444; 2012),一些科学家也质疑这种研究的价值。线虫成虫有雌雄同体和雄成虫两种,雌雄同体成虫有959个体细胞,雄成虫有1031个细胞。

雄成虫的神经元数量和联系方式都比雌雄同体更复杂。25年前,科学家首先分析清楚了雌雄同体神经元联系方式,然后清楚描述了更复杂的雄性线虫神经元的联系方式。线虫是一种重要的生物医学研究模式生物。2002年,诺贝尔生理医学奖颁发给Sydney BrennerH. Robert HorvitzJohn Sulston以表扬他们通过对秀丽线虫C. elegans的研究揭示细胞的程序性死亡机制,及器官发育遗传学的贡献。线虫成虫有雌雄同体和雄成虫两种,雌雄同体成虫有959个体细胞,雄成虫有1031个细胞。雄成虫的神经元数量和联系方式都比雌雄同体更复杂。25年前,科学家首先分析清楚了雌雄同体神经元联系方式,然后清楚描述了更复杂的雄性线虫神经元的联系方式。


物理学家斯蒂芬·霍金曾经说过,揭开自然的法则就会了解上帝的思想。秀丽隐杆线虫研究项目的发起人诺贝尔生理医学奖获得者Sydney Brenner1986年的论文对研究“蠕虫思维”具有里程碑意义,不过科学家们确实想知道这一问题的答案,这样做的最终目的是了解高等生物甚至人的大脑如何控制行为这一最高生物功能。

我们真的能知道虫子的思维吗?三年前我们似乎有了初步答案,因为我们弄清楚了这种虫子全部的神经元组成和联系方式。事实证明,这一判断是令人失望的,我们甚至把雄性线虫的神经元组成都弄错了。最新研究发现,2012年的研究漏掉一个神经元,当时报道的是383个神经元,其实雄性线虫神经元数量是384385个。不过最新研究的价值不在于发现过去研究的乌龙,而是确定了2个雄性特异性MCMs神经元。

MCMs神经元是什么东东?其实也没有那么神秘,就是和性相关的神经元。这种新发现的神经元有一个古老的角色,能帮助蠕虫在寻找伴侣交配和寻找食物之间学会判断优先度。当这些神经元失效时,雄性蠕虫不再具有这种对生命价值的理解力。这一发现远远超过完成神经元物理图谱的层次。因为这一研究可将性别差异外延到更高级的认知功能,如学习如何提高繁殖成功率。MCMs神经元发现后,随后针对许多高级神经功能的神经联系、解剖学进行了研究。这不仅对人们理解神经功能的性别差异提供了细胞学证据,也将给大脑的神经功能研究提供了新的研究模式。研究还发现,这些性别特异性神经元来自于胶质细胞,而不是来自于神经干细胞。

http://www.nature.com/nature/journal/v526/n7573/fig_tab/nature15700_SF1.html 



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