果蝇嗅觉分子机理研究进展

黑腹果蝇Drosophila melanogaster是生物学研究的重要模式生物,也是探索研究生物体嗅觉奥秘的理想材料。近年来,由于分子生物学技术在神经科学领域的广泛应用,黑腹果蝇嗅觉机理研究取得了许多重大突破,对气味分子受体及其识别机理、嗅觉神经电信号的产生和传递、嗅觉信息的加工、编码以及记忆等方面都有了深入的了解。研究表明,果蝇约1300个嗅神经元(olfactory receptor neurons,ORNs)共表达62种不同的气味受体蛋白(olfactory receptor proteins,ORs),用以检测和识别其所感受的所有化学气味分子。许多OR所识别的气味分子配体已鉴定出来,普通的气味(如水果的气味)由数种不同的OR组合来识别,而信息素(pheromone)分子则由单种特定的OR来检测。气味信息在嗅神经元内转换成神经电信号,嗅觉电信号沿嗅神经元的轴突传递到触角叶,再经投射神经元(projection neurons,PNs)将信息送至高级中枢如蘑菇体(mushroom body,MB)和侧角(lateral horn,LH),最终引发行为反应。在黑腹果蝇嗅觉信息传递通路中,某些蛋白如Dock,N-cadherin,Fruitless等起着重要作用,缺失这些蛋白会导致嗅觉异常。本文对这些研究进展作一综述。