线虫G0/Gq信号通路在学习型逃避中的作用

• 作 者: 陈禹安
• 机 构: 云南大学
• 出 处: 云南大学
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 秀丽隐杆线虫 乙酰胆碱 学习型逃避 跨膜信号转导 神经网络

G蛋白是一类能与鸟嘌呤核苷酸结合，具有GTP水解酶活性的信号转导蛋白。G蛋白参与的信号转导途径在真和生物体中是一种非常保守的跨膜信号转导机制。Gq/Go是一对相互抑制的G蛋白α亚基，在秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）中这对G蛋白通过合成和降解二酰甘油控制了神经元中乙酰胆碱(Ach)的释放。Gq/Go的相互拮抗作用调控了线虫包括运动、进食、产卵等多种生命活动。　　秀丽隐杆线虫是一类以细菌作为食物的蠕虫。在其进食致病菌后，秀丽隐杆线虫可以获得趋避这种致病菌的能力，这种行为称为线虫的嗅觉学习。线虫的嗅觉学习已经被证明与神经递质五羟色胺、转化生长因子-β等有关。同时，这一过程涉及到一个复杂的神经网络，包括AWC、ADF、SMD、AIY等多个神经元。但是关于Gq/Go信号在线虫嗅觉学习中的作用，目前还没有相关报道。　　为了确定Gq/Go在线虫嗅觉学习中的作用，我们利用功能缺失突变株对线虫egl-30(Gq)、goa-1(Go)以及下游相关基因进行了筛选。通过研究，我们发现了Gq/Go信号参与调节了线虫的嗅觉学习。　　论文主要的研究结果和结论如下:　　1.Gq/Go信号途径参与了线虫对于绿脓杆菌PA14的嗅觉学习。eg1-30(Gq)起正调节作用，goa-1(Go)起负调节作用。　　2.学习的过程当中伴随着突触小泡中乙酰胆碱的释放。乙酰胆碱的合成与学习行为没有相关性。　　3.乙酰胆碱的释放激活了下游的尼古丁型乙酰胆碱受体。通过对35个nAchR的筛选，我们得到了三个正调控学习行为的基因（acr-15、acr-16、lev-8。　　4.在线虫接触绿脓杆菌时，该菌分泌的绿脓菌素作为一个信号分子刺激了线虫对于绿脓杆菌的厌恶。　　5.记忆形成后，线虫通过抑制AWC，激活AWA神经元来感知绿脓杆菌，从而产生逃避。　　6.Gq/Go信号途径存在于五羟色胺(5-HT)的下游，并且和5-HT存在一定的反馈机制。　　最后，我们首次提出了线虫学习中的5-HT—Gq/Go—Ach—nAchR信号途径。