智力的涌现

星海茫茫,地球因智慧生命的存在而与众不同,我们在追寻生命起源的同时,也追问着智力的源头,什么是智力的本质,智力从何涌现?生命大爆炸不仅带来激增的物种数量,也带来专司信息感知、编码和处理的神经系统.在复杂多变的外部环境中,昆虫已发展演化了近4亿年.在这里,我们借由现代认知神经科学在果蝇中的研究发现,探讨智力的基本层面,提出果蝇的大脑是智力涌现中的一个标杆,是我们揭开智力本质、进入智力王国的第一站.     

tRNA的异常甲基化将细胞应激与神经发育异常相关联

<正>遗传性智力障碍是一种全球发病率约2%的神经发育异常疾病。已报道NSun2基因的若干突变会导致人群中的Dubowitz样综合征,其主要征状包括智力障碍、小头畸形、语言迟缓、行为缺陷、生长发育迟滞等。部分上述征状在NSun2敲除小鼠模型中也有表现。同样,在缺失NSun2的果蝇中研究人员发现果蝇的短时记忆受损。已知NSun2是一种保守的RNA甲基转移     

老年性阿兹海默症发病机制与其果蝇模型

衰老机理的研究是揭示衰老的本质和防治老年性疾病的一个重要环节,同时也为抗衰老提供理论依据.诸多研究表明,阿兹海默症（Alzheimer’s disease,AD）等神经退行性疾病与衰老密切相关.在老年性AD病研究中,果蝇是一种通常被用于研究其发病机理与治疗方法的重要模型.本文就AD病的发病机制、与衰老相关通路的联系、以及果蝇模型在AD病中的研究进展进行了综述.为研究老年性AD病的机理和治疗提供参考.     

果蝇在抉择过程中的行为修饰

在视觉操作条件化中, 果蝇具有惟一的行为输出——偏转扭矩, 扭矩输出参与了条件化的形成. 通过发展新的分析方法, 分析了果蝇在条件化过程中的扭矩分布模式. 果蝇扭矩分布模式的修饰过程反映了操作条件化对果蝇行为模式的影响. 先前的研究表明, 在果蝇的视觉操作条件化中, 面对矛盾的视觉线索时, 果蝇将依据不同线索的相对权重作出类似抉择的行为; 研究还表明, 果蝇脑内的蘑菇体结构在这种抉择中起重要作用. 通过对果蝇在这种类抉择行为中的扭矩输出进行“扭矩-位置分布”分析, 研究了在果蝇抉择过程中的行为模式的修饰过程. 利用这种扭矩分析方法, 得以从揭示果蝇行为模式的角度对果蝇操作式视觉联想式学习及抉择行为进行研究. 在对果蝇操作条件化中的视觉联想式学习过程、抉择过程以及行为模式修饰过程进行分析的同时, 也讨论了它们所涉及的可能不同的神经基础.     

综述: 果蝇复杂脑功能研究进展

全面揭示脑的奥秘是现代科学所面临的最大挑战.通过脑研究,我们可以获得防治脑疾病、认知及心理障碍的线索和工具,找到提高人类智力和心理健康水平的途径,并发展出具备高等智能的机器人.果蝇作为研究基因-神经回路-行为关系的首选模式动物,日益得到重视.本文围绕果蝇复杂脑功能包括视觉学习记忆、欲望与动机、情感相关行为和社会行为的研究意义及前景、已知调控基因及神经回路以及未来研究方向展开综述,便于读者把握相关领域的全貌.     

黑腹果蝇成虫生长过程的脂质组分析

果蝇是一种重要的模式生物,为遗传学研究作出了巨大贡献。近几十年来,在发育生物学、行为生物学、神经生物学等领域也都发挥了十分关键的作用。脂质是构成生命的4大类基本物质之一,但关于果蝇脂质组特征研究并不多,尤其是黑腹果蝇在生长发育过程中的脂质组含量变化尚未见报导。为更全面了解果蝇生长发育的特性,本研究应用脂质组学方法,系统地表征了黑腹果蝇成虫生长过程中的337种脂质分子的变化。结果显示,磷脂总量从152.61 ± 4.92 nmol/mg 降低至112.3 ± 3.87 nmol/mg,其中溶血磷脂酰胆碱含量从0.70 ± 0.03 nmol/mg 升高至0.93 ± 0.11 nmol/mg。而中性脂甘油三酯 (TAG) 和甘油二酯 (DAG) 变化最剧烈,伴随果蝇生长,从356.12 ± 34.05 nmol/mg下降至86.99 ± 13.07 nmol/mg。同时,分析了与细胞膜稳定性有关的膜脂碳链长度、双键数目(DBI)和磷脂酰胆碱(PC)/磷脂酰乙醇胺(PE)比值的变化。结果显示,果蝇成虫在生长阶段早中期（8～15 d）细胞膜最稳定,通过增加膜脂双键数目（10%～20%）和升高PC/PE比值（14%）,增强膜稳定性。黑腹果蝇在成虫生长的不同阶段,其脂质分子组成特征不同,我们所发现的黑腹果蝇成虫生长过程中脂质分子含量变化,一方面为在脂质水平研究黑腹果蝇生长调控奠定了重要基础,另一方面也为黑腹果蝇作为研究模型时控制其正常健康生长提供了参考标准。     

果蝇复杂脑功能研究进展

全面揭示脑的奥秘是现代科学所面临的最大挑战.通过脑研究,我们可以获得防治脑疾病、认知及心理障碍的线索和工具,找到提高人类智力和心理健康水平的途径,并发展出具备高等智能的机器人.果蝇作为研究基因-神经回路-行为关系的首选模式动物,日益得到重视.本文围绕果蝇复杂脑功能包括视觉学习记忆、欲望与动机、情感相关行为和社会行为的研究意义及前景、已知调控基因及神经回路以及未来研究方向展开综述,便于读者把握相关领域的全貌.     

果蝇Drosophila biarmipes翅斑二型性的生态学意义(英文)

雌性对雄性表饰的偏好性有利于性别选择。目前尚不清楚这一偏好性是否只限于雄性表饰或这一偏好性实际上是源于影响后代适合度的基因。对于雄性可直接有利于雌性或其后代适合度的交配系统而言,答案是肯定的--雌性偏好于与对气候胁迫具有更强生理抗性的雄性交配。对果蝇Drosophila biarmipes 的室内研究已经证明了求偶过程中翅斑的作用,但是其生态学意义仍然不清楚。我们检验了有翅斑与无翅斑雄性果蝇D. biarmipes 及雌性偏好的雄性所产生的后代对环境胁迫的抗性是否不同。结果表明：在干燥或冷胁迫条件下,有翅斑的雄性果蝇比无翅斑的雄性果蝇的交配成功率明显要高。相反,在高湿条件下,无翅斑雄性果蝇的交配频率更高。我们也发现在较为干旱的条件下,与有翅斑雄性交配的雌性果蝇的生殖力以及所得后代从卵至成虫的存活率更高。我们的结果与优良基因性选择假说一致,说明交配选择能给雌性带来间接好处。这是对热带物种D. biarmipes翅色二型性生态学意义的首次报道。     

智能时代脑科学的核心是探索智力的本质及其实现

正人们常说,宇宙、物质、生命和大脑是自然界的四大奥秘.中国人常说"天人合一",人脑的神经元数量超过了整个银河系星星的数量,大概有1000亿个.人脑是智力演化最伟大的奇迹,它是"灵性的王国"[1].许多世纪以来,哲学家、科学家,尤其是心理学大家们孜孜求索人的本质、心的本质、脑的本质(即智力的本质),试图回答人脑是如何工作的,人的精神现象是如何产生的,物质如何变成精神,精神如何变成物质等问题[2].恩格斯曾将"思维着的精神"比作是"地球上最美的花朵"[3],何等的生动、深刻而美妙.     

建立果蝇信息与资源平台

果蝇作为一种经典的模式生物,其Gal4/UAS系统被比喻为瑞士军刀(Swiss Anny Knife),是探索生命科学问题的强有力的工具.凭借Gal4/UAS系统,果蝇已经被应用于生命领域的各个学科中.     

研究报告: 沉默信息调节因子2对SCA3/MJD转基因果蝇的神经保护作用及其与自噬的相关性研究

为探讨沉默信息调节因子2(Sir2)在SCA3/MJD发病机制中的作用．选用GMR-GAL4 和Nrv2-GAL4驱动子,利用经典的GAL4-UAS系统,将含有78 个CAG 重复扩增的ataxin-3 蛋白片段(MJDtr-Q78)分别在果蝇眼睛和运动神经元内选择性表达,构建GMR-GAL4/UAS 和Nrv2-GAL4/UAS 系统SCA3/MJD 转基因果蝇模型,然后分别在抑制和不抑制自噬的情况下,使Sir2在SCA3/MJD 转基因果蝇眼睛和运动神经元内过表达．结果发现,Sir2过表达明显抑制了SCA3/MJD 转基因果蝇眼睛视网膜光感受神经元变性,显著改善了果蝇运动能力,而在自噬被抑制后,Sir2的作用效果明显减弱,表明Sir2对SCA3/MJD 转基因果蝇具有神经保护作用,而这种神经保护作用需要依赖自噬的功能．     

果蝇产卵行为的偏好和可塑性实验模型

我们用经典的Sherrington模型构建了一个以食物环境为输入,果蝇产卵行为为输出的神经行为学模型,并且对这个模型的敏感性以及可塑性进行了探索性研究．通过给果蝇提供不同的食物成分和浓度,我们发现,果蝇在不同浓度的食物上产卵量有明显偏好差异,并表现出很好的敏感性和稳定性．而当阻断了果蝇的嗅觉感受神经元后,产卵的浓度偏好受到了影响．另一方面,我们用经典条件化的学习方式对果蝇的产卵行为进行训练后,发现果蝇也可以学会将光照条件和产卵行为偶联起来．这也证明了这个模型具有很好的可塑性．这个模型将为今后进一步研究果蝇食物偏好、产卵行为、条件化学习等的神经和分子机制奠定良好的基础．     

Variable demography in relation to germination time in the annual plant Tagetes micrantha Cav. (Asteraceae)

This study tests whether variability in a life history trait such as emergence time has ecological and evolutionary significance in seasonal environments due to their relationship with fitness components. The population dynamics of nine different cohorts of seedlings emergence were analyzed in a natural population of the annual herb Tagetes micrantha Cav. (Asteraceae). Temporal variation in seedling emergence was related to the pattern of precipitation, while spatial variation could be related to topographical heterogeneity. Plants that emerged at the beginning of the season (early germination) had lower probabilities of survivorship than those that emerged at the end of the season (late germination). In contrast, plants that emerged early had, on average, higher fecundity than those that emerged late. The net result of these contrasting patterns of survival and fecundity constitute a life history trade-off in T. micrantha.     

Hsp22对SCA3/MJD转基因果蝇的神经保护作用研究

为了探讨Hsp22在SCA3/MJD发病机制中的作用．选用GMR-GAL4和elav-GAL4驱动子,利用经典的GAL4-UAS系统,将含有78个CAG重复扩增的ataxin-3蛋白片段(MJDtr-Q78)分别在果蝇眼睛和神经系统选择性表达,构建GMR-GAL4/UAS和elav-GAL4/UAS系统SCA3/MJD转基因果蝇模型, 然后利用遗传学方法和热休克反应使Hsp22在SCA3/ MJD转基因果蝇眼睛和神经系统以不同水平过表达．结果表明,Hsp22过表达显著抑制了MJDtr-Q78蛋白的神经毒性,果蝇眼睛视网膜光感受神经元变性明显缓解,果蝇存活能力也显著提高．Hsp22对SCA3/MJD具有保护作用,增强Hsp22表达对SCA3/MJD可能是一种潜在的治疗方法．     

Spatial aggregation across ephemeral resource patches in insect communities: an adaptive response to natural enemies?

Although an increase in competition is a common cost associated with intraspecific crowding, spatial aggregation across food-limited resource patches is a widespread phenomenon in many insect communities. Because intraspecific aggregation of competing insect larvae across, e.g. fruits, dung, mushrooms etc., is an important means by which many species can coexist (aggregation model of species coexistence), there is a strong need to explore the mechanisms that contribute to the maintenance of this kind of spatial resource exploitation. In the present study, by using Drosophila-parasitoid interactions as a model system, we tested the hypothesis whether intraspecific aggregation reflects an adaptive response to natural enemies. Most of the studies that have hitherto been carried out on Drosophila-parasitoid interactions used an almost two-dimensional artificial host environment, where host larvae could not escape from parasitoid attacks, and have demonstrated positive density-dependent parasitism risk. To test whether these studies captured the essence of such interactions, we used natural breeding substrates (decaying fruits). In a first step, we analysed the parasitism risk of Drosophila larvae on a three-dimensional substrate in natural fly communities in the field, and found that the risk of parasitism decreased with increasing host larval density (inverse density dependence). In a second step, we analysed the parasitism risk of Drosophila subobscura larvae on three breeding substrate types exposed to the larval parasitoids Asobara tabida and Leptopilina heterotoma. We found direct density-dependent parasitism on decaying sloes, inverse density dependence on plums, and a hump-shaped relationship between fly larval density and parasitism risk on crab apples. On crab apples and plums, fly larvae benefited from a density-dependent refuge against the parasitoids. While the proportion of larvae feeding within the fruit tissues increased with larval density, larvae within the fruit tissues were increasingly less likely to become victims of parasitoids than those exposed at the fruit surface. This suggests a facilitating effect of group-feeding larvae on reaching the spatial refuge. We conclude that spatial aggregation in Drosophila communities can at least in part be explained as a predator avoidance strategy, whereby natural enemies act as selective agents maintaining spatial patterns of resource utilisation in their host communities.     

RNA干扰技术在果蝇中的应用

RNA干扰是双链RNA特异诱导的转录后期基因沉默.该技术随着不断完善而越来越被广泛地运用于果蝇的功能基因组研究上,双链RNA已经成为果蝇中功能基因的一个十分有效的抑制子,势必使RNA干扰技术成为研究果蝇体内基因功能的强有力的反向遗传学研究技术.     

综述: 衰老相关microRNAs研究进展

microRNAs(miRNAs)是一类长度约22个核苷酸的非编码RNA.这是一种广泛存在于真核生物中的内源性单链小分子RNA,miRNAs通过部分碱基对互补方式与靶基因结合,在转录和转录后水平调节靶基因表达.最近研究发现,miRNAs可以靶向多个衰老相关信号通路,在线虫、果蝇、小鼠和人类的衰老过程中发挥了重要的调控作用.本文总结了近年来与衰老相关的miRNAs的研究进展,首先介绍衰老相关的信号通路,然后重点介绍与线虫和哺乳动物衰老有关的miRNAs,以及这些miRNAs如何调控衰老相关信号通路,从而影响细胞、组织和整个机体的衰老进程和衰老相关性疾病,最后展望该领域未来的研究方向.     

Distribution of the Transposable Element Minos in the Genus Drosophila

We analyzed 28 species of the genus Drosophilafor the presence of the Tc1-like transposable element Minosusing Southern blot hybridization under high stringency conditions. The Minostransposon was found in members of both the Drosophilaand the Sophophorasubgenus showing a distribution that is wider if compared to other well-studied Drosophilatransposons such as the Pelement, hoboand mariner. The presence of Minos-hybridizing sequences was discontinuous in the Sophophorasubgenus, especially in the melanogasterspecies group. Using the Polymerase Chain Reaction we amplified a portion corresponding to the putative Minostransposase from different Drosophilaspecies. Cloning and sequence analysis of randomly selected Minoscopies from D. mojavensisis, D. saltansand D. willistonisupports the idea that event(s) of horizontal transfer may have contributed to the spreading of this transposon in the Drosophilagenus. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

lats基因在细胞周期和肿瘤发生中的作用

lats基因(large tumor suppressor gene)最早在果蝇中发现,在小鼠和人中均有同源基因.该基因的功能从果蝇到人是高度保守的.lats基因的功能包括:作为肿瘤抑制基因,其突变会导致肿瘤的发生;磷酸化的Lats与Cdc2结合,参与细胞周期的调控;通过细胞-细胞间的通讯,可能参与生物体个体大小的调控机制.从果蝇到人lats基因功能的研究,提供了以果蝇作为模式生物研究哺乳动物基因功能的方法.