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科普天地

研究表明交配的欲望似乎超越了苍蝇睡眠的需要

2020年03月02日 浏览量: 评论(0) 来源:生物帮 作者:生物帮 责任编辑:yjcadmin
摘要:小羊羔与其家人分开。不知何故,在看起来几乎相同的大群绵羊中,迷失的幼犬找到了自己的亲戚。鲑鱼游到广阔的海洋,并以令人迷惑的准确性迁移回其精确的产卵场。

小羊羔与其家人分开。不知何故,在看起来几乎相同的大群绵羊中,迷失的幼犬找到了自己的亲戚。鲑鱼游到广阔的海洋,并以令人迷惑的准确性迁移回其精确的产卵场。

科学家们很早就知道这种动物的亲缘附着,有些被称为“烙印”,但是它们背后的机制却被隐藏在细胞和分子水平的黑匣子中。现在,加利福尼亚大学圣地亚哥分校的生物学家已经揭开了这些谜团的关键元素,对理解社会吸引力和对一系列动物和人类的厌恶具有启示意义。

加州大学圣地亚哥分校医学院精神病学系的Davide Dulcis,生物学科学处的佐丹奴·利皮,达尔文·伯格和尼克·斯皮策及其同事在2017年8月31日在线期刊《神经元》上发表了他们的研究结果。

在长达八年的一系列神经生物学研究中,研究人员检查了幼蛙(ta),该蛙与家人聚在一起游泳。研究人员将重点放在家族嗅觉或亲缘气味上,研究人员确定了两到四天大的chose选择与家人一起游泳而不是与家人一起游泳的机制。他们的测试还显示,暴露于家庭聚类之外的人的早期形成性气味的t也倾向于与产生气味的人群一起游泳,从而使他们的社会偏好超出了他们的真实亲戚。

研究人员发现,这种变化源于所谓的“神经递质转换”过程,该过程是Spitzer发起的大脑研究领域,Dulcis在精神刺激药和患病大脑的背景下对其进行了进一步研究。在正常家庭亲属关系中发现多巴胺神经递质水平很高,但在人工气味亲属关系或“非亲属”吸引力的情况下,多巴胺神经递质会转换为GABA神经递质。

副教授杜尔西斯说:“在相反的条件下,神经递质有明显的转换迹象,所以现在我们可以看到这些神经递质确实在控制特定的行为。”“您可以想象这对于社会偏好和行为有多么重要。我们对人际关系有天生的回应,坠入爱河,并决定我们是否喜欢某人。我们使用各种提示,这些气味可能成为社会偏好方程式的一部分。”

科学家将研究带入了更深的层次,试图找到这种机制如何在遗传层面上展开。

测序有助于分离两个关键的microRNA,即参与协调基因表达的分子。他们筛选了数百种可能性,将microRNA-375和microRNA-200b确定为介导吸引子和厌恶神经递质切换的关键调节因子,影响了最终控制Pa游泳行为的Pax6和Bcl11b基因的表达。

“ MicroRNA是该职位的理想人选,”该部门神经生物学科Berg实验室的项目科学家Lippi说。“它们是转录后阻遏物,可以靶向数百种不同的mRNA,以巩固特定的遗传程序并触发发育转换。”

该研究始于2009年,多年来规模和范围不断加深。该论文结果表明,在某些情况下,苍蝇和其他动物可以完全消除睡觉的动力,而不是推迟到以后再睡觉。这可以帮助科学家确定多少睡眠对于生命至关重要。

睡眠需求似乎主要由两个系统驱动:昼夜节律和体内平衡。昼夜节律系统会在一天的过程中循环,使您在某些时间感到困倦或精力充沛。

稳态系统跟踪过去的睡眠以及清醒时积累了多少“睡眠压力”。如果您保持清醒的时间太长并经历了睡眠不足,那么您会增加睡眠压力。在称为“睡眠反弹”的过程中,下次睡眠将比平常更深,更长。

尽管这两个系统在很大程度上解释了我们何时进入睡眠状态,但许多其他因素会使我们保持清醒状态,例如焦虑,饥饿和温度升高。

但是,很难确切确定这些因素如何影响与睡眠有关的大脑部分。例如,饥饿会影响身体,与新陈代谢相关的信号以及大脑中的信号。

现在,在发表在《eLife》杂志上的研究中伦敦帝国理工学院的研究人员已经确定了一种仅通过影响大脑而影响睡眠的因素:性唤起。

在对果蝇进行的实验中,研究小组发现,即使有雌性雌性,在处女的陪伴下保持清醒状态24小时的雄性也没有经历睡眠反弹。

首席研究员Esteban Beckwith博士说:“回弹睡眠被认为对动物至关重要,但是这项研究提出了一个问题,那就是这是否总是对的,或者是否可以被其他社会或环境因素所取代。

“它还提供了一种遗传模型来研究其他生物驱动器如何调节睡眠压力。这将对其他科学家有用。”

化学提示

在实验中,将雄性果蝇保存在玻璃管中,使其适应周围环境。然后,他们被另一位男性或处女的女性入侵,这两者都使原始男性保持清醒状态24小时。

入侵者移出后,另一名男性入侵的男性经历了反弹睡眠,但与女性配对的男性却无法弥补失去的睡眠。

首次引入雄性和雌性时,通常会在头30分钟内交配。此后,雌性不再从事性活动,但雄性继续尝试向他们求爱,在接下来的23小时中,平均有一半时间主动求爱。

经过一系列不同的实验后,研究人员发现雌性留下的某些化学物质称为性信息素,是导致雄性保持清醒的主要原因。

这些化学物质的存在足以抑制睡眠,尽管不如与实际女性体验相结合时强烈。该研究小组还能够识别出对信息素有反应并使苍蝇保持清醒的神经元,这表明性唤起与睡眠之间存在因果关系。的评审人员对该项目的广度印象深刻,其中包括称赞作者“这项既有趣又全面的英勇研究”。

“无论是在工作场所的人还是在与家人和朋友的社交活动,都有许多决定性因素,”生物科学部杰出教授,阿特金森家族主席,卡夫里脑与血管病研究所副所长斯皮策说。圣地亚哥大学的思想。“作为人类,我们很复杂,我们有多种实现社会联系的机制,但是这种根据嗅觉刺激改变社会偏好的机制似乎在一定程度上有所贡献。”

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