科學家首次在動物中發現調控覓食行為的分子蟑胺
本報訊 水果放久腐爛，果蠅不請自來，這一行為背後有一整套精密和複雜的調控機制。浙江大學生命科學研究院王立銘課題組，日前通過在實驗室中重現果蠅的覓食行為，第一次在動物中發現了一種調控覓食行為的分子蟑胺。沒有這種分子，果蠅即使餓了也不會去找吃的。該研究揭開了關於「吃」的奧秘的冰山一角，相關成果在線發表於美國《國家科學院院刊》。
王立銘介紹說，他們關心的最大問題是動物如何感知餓以及餓了之後會幹什麼。而這個過程至少包含兩個獨立的步驟：一是大腦檢測到體內的生物信號，判斷出體內的能量或者營養物質不足了；二是由此引發的情緒和行動上的反應。
果蠅是科學家最為青睞的模式生物之一。之前的遺傳學研究已讓科學家能自由「改造」果蠅的基因和神經元，用來探究生命機制。而在判斷果蠅餓了這一問題上，由於人類和果蠅語言不通，必須找到一種表徵「餓」的行為。
據論文第一作者之一楊哲介紹，課題組選擇了「覓食」作為判斷標誌。覓食有3項關鍵特徵：活動性增強、目的性明顯、伴隨策略選擇。這三條在課題組建立的果蠅「飢餓模型」上都一一滿足。研究發現，果蠅也和人類一樣，肚子飽時的行為相對理性，而飢腸轆轆的果蠅大多出現「飢不擇食」的行為。
通過一系列高通量篩選的方法，科學家找到了一種神經遞質——蟑胺。這種分子在結構上與人體的去甲腎上腺素極其相似。「我們發現，沒有蟑胺，飢餓的果蠅就不會發生覓食行為，即使它們的身體在機能上是完整和正常的，沒有運動障礙。唯一不同的是，它們餓了也不會增強活動性，不會去覓食。」另一共同第一作者於悅說，蟑胺就是飢餓引發的覓食行為的一個關鍵分子。
「但更有趣的是，我們發現果蠅還是會餓。」王立銘介紹說，課題組將食物放進果蠅嘴巴，果蠅還是會張口，而且食慾比吃飽的果蠅大得多。也就是說，如果以進食為指標的話，它們還是會覺得餓。「這有點像中國民間『懶人吃餅』故事的主角。那個懶到家甚至連腦袋都懶得轉一下的懶人，只吃了嘴邊的那部分餅，最終還是餓死了。」
此項研究揭示了「覓食」與「進食」背後更加豐富的內涵。「我們通常認為飢餓是通過一個單一的神經中樞檢測到的，並引發一系列情緒和行為。但我們的研究提示，至少對果蠅來說，當大腦感受到飢餓時，引發覓食和引發攝食的可能是完全獨立的兩套體系。」王立銘表示，蟑胺的缺失阻斷了果蠅的「覓食行為，但並沒有阻斷其攝食行為。就像兩個神經『泵』，一個被破壞，另一個還能正常運行」。
王立銘介紹說，接下來實驗室將進一步開展關於果蠅覓食行為的研究，希望能徹底闡明果蠅大腦感受機體代謝水平並相應調節行為的機理。「期待這一研究能幫助我們更好地理解人類大腦，並在有朝一日幫助我們理解包括厭食症和貪食症在內的相關代謝疾病的致病機理。」（崔雪芹）