科学家通过在他们经历性成熟之前使他们挨饿来阻止雄性蠕虫的青春期。在由美国国立卫生研究院资助的一项研究中，科学家们提出，即使在性成熟前几天饥饿引起的压力也阻止了关键神经元回路的布线模式的正常变化，导致成年雄性蠕虫行为不成熟。
纽约哥伦比亚大学生物科学教授奥利弗霍伯特博士说，“我们发现环境压力可以永久地和深刻地影响正在发育的神经系统的连通性。”该研究的高级作者自然。
霍伯特博士的实验室研究微小看穿蠕虫的神经系统被称为秀丽隐杆线虫，或秀丽隐杆线虫。以前，他实验室的科学家们展示了性成熟如何通过遗传方式重新编程和重塑雄性蠕虫中一些神经回路的布线模式，使它们与雌雄同体的交配伙伴不同。
在这项研究中，实验室的研究生Emily Bayer发现，在成熟之前暴露于压力，特别是饥饿，可以打断男性的重新布线程序，使成年蠕虫留下不成熟的回路。她的研究结果还表明，这些对压力的反应部分是由血清素控制的，血清素是一种与人类抑郁有关的神经递质。
美国国立卫生研究院国家神经疾病和中风研究所项目主任吉尔莫里斯博士说：“探索基因和环境如何塑造神经系统对于了解电路如何分解以引起各种神经系统疾病至关重要”。 NINDS)。
最初，拜耳强调了不成熟的蠕虫，因为她不小心让一些动物无人看管几周。这导致蠕虫暂停正常生长并进入科学家称之为“持久状态”。“
基本上，如果不成熟的蠕虫感觉到任何形式的压力，它们可以暂时停止正常生长数月，然后在压力过去时重新启动它。这种暂时冻结在成长过程中的是暂停状态，“霍伯特博士说。
最终，拜耳将蠕虫恢复到正常环境，让它们成长为成年人。在检查了受压蠕虫的神经系统后，她发现了一些不寻常的东西。通常，在性成熟过程中，男性尾巴中的一些神经元连接被消除或修剪。相反，她发现压力蠕虫的不成熟联系仍然存在。后续实验表明，这严重是由饥饿引起的，没有其他形式的压力 - 如热 - 可能导致持久状态。
“我完全惊讶。事实上，我从没想过要强调这些蠕虫很重要，“拜耳说。“直到我看到他们的电路存在差异，才意识到压力会重新映射他们的接线图。”
她还发现性成熟前的饥饿导致雄性成虫在已知由这些回路控制的行为中不成熟地起作用。与正常成年雄性不同，受胁迫的蠕虫对称为SDS的有毒化学物质非常敏感。强迫蠕虫从SDS游泳，而正常的雄性勉强响应。受压的蠕虫也有交配问题。具体来说，与正常男性相比，他们花在与雌雄同体蠕虫接触的时间要少得多。
进一步的实验表明，修复电路是由5-羟色胺和章鱼胺(人类“战斗或逃跑”神经递质去甲肾上腺素的化学表亲)的相反作用控制的。
饥饿的蠕虫会产生异常高含量的章鱼胺，从而阻止血清素的产生。在饥饿期间将未成熟雄性暴露于血清素导致正常修剪并且成体对SDS具有成熟反应。相比之下，在未成熟的雄性蠕虫的饮食中加入章鱼胺可以防止电路修剪。
这些结果是否表明压力可以破坏人类神经系统在早期发育过程中所经历的变化?
“这是一个棘手的问题。目前，很难确定人类和其他大型复杂神经系统动物的这些差异，“霍伯特博士说。“尽管如此，蠕虫是如此简单易学，我们可以提供可以指导神经系统大小的原理的详细证明。”
目前，他的实验室是一个名为CeNGEN的全国性项目的一部分，用于绘制秀丽隐杆线虫神经系统中每个神经元的遗传活动。该项目的结果可以帮助研究人员充分探索基因与经验，自然与培育之间的碰撞如何塑造神经系统。
标签：蠕虫
郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。