揭示動物本體感受背后的機(jī)制

由腦和認(rèn)知科學(xué)系的Kyuhyung Kim教授領(lǐng)導(dǎo)的一個國際研究團(tuán)隊(duì)確定了本體感覺的運(yùn)動機(jī)制，該機(jī)制檢測和控制身體的運(yùn)動。

本體感覺，通常被稱為動物的“第六感”，是一種感知系統(tǒng)，可以檢測和控制身體的位置，方向和運(yùn)動。當(dāng)本體感覺發(fā)生異常時，身體運(yùn)動變得不自然。特別是小腦發(fā)育不全患者或退行性腦病患者會出現(xiàn)行走困難;然而，關(guān)于本體感覺或相關(guān)基因的運(yùn)動機(jī)制的研究仍處于早期階段。

Kim教授的研究小組一直在進(jìn)行研究，以確定本體感覺機(jī)制，通過使用具有相對簡單的神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的秀麗隱桿線蟲作為實(shí)驗(yàn)動物模型，全面檢測和控制動物的整個身體運(yùn)動。

研究人員檢測了秀麗隱桿線蟲的整個身體運(yùn)動，并通過采用突變篩選方法，他們發(fā)現(xiàn)了基因TRP-1和TRP-2，它們可以實(shí)現(xiàn)平滑，平衡的身體運(yùn)動。

雖然野生型秀麗隱桿線蟲直接移動，但失去兩個基因TRP-1和TRP-2的突變C.elegans通過僅向左移動而不是直線而顯示異常表達(dá)模式。這種異常表達(dá)模式表明TRP-1和TRP-2基因充當(dāng)驅(qū)動輪，以幫助秀麗隱桿線蟲沿直線移動。

將果蠅中的基因TRPgamma(類似于TRP-1和TRP-2)注入突變的秀麗隱桿線蟲中。結(jié)果，觀察到突變的秀麗隱桿線蟲的正常運(yùn)動得以恢復(fù)。這表明TRP-1和TRP-2基因是本體感覺受體，并且它們的功能以進(jìn)化的方式保存，甚至在包括果蠅在內(nèi)的高等動物中也是如此。

在世界上首先，研究小組還發(fā)現(xiàn)TRP-1和TRP-2是本體感覺感受器，可檢測和控制肌肉的運(yùn)動。此外，當(dāng)在秀麗隱桿線蟲的嗅覺神經(jīng)中人工顯示TRP-1和TRP-2時，觀察到與運(yùn)動無關(guān)的嗅覺神經(jīng)可以檢測到運(yùn)動;因此，他們的研究發(fā)現(xiàn)TRP-1和TRP-2是控制神經(jīng)活動的本體感覺感受器。

Kim教授說：“雖然已知小腦控制動物的各種運(yùn)動，包括行走，但是運(yùn)動機(jī)制可以檢測每個肌肉和關(guān)節(jié)的運(yùn)動，并且可以引起平穩(wěn)和平衡的運(yùn)動，但目前尚不清楚。通過識別TRP -1和TRP-2基因作為檢測和控制運(yùn)動的本體感覺感受器，我們期望提供線索來研究導(dǎo)致行走障礙的基因的發(fā)現(xiàn)和治療的發(fā)展。“

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