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神经递质GABA是使用模型海鞘Ciona intestinalis进行变形的关键调节剂

日本筑波市-变态或物理外观的急剧变化,是许多动物生命周期的正常组成部分,它们是利用不同的生态位而进行的。然而,关于变态的过程(毛毛虫如何变成蝴蝶,或transform变成青蛙)的了解还很少,仅在少数物种中进行了研究。

在本周发表于《当前生物学》上的一项研究中,筑波大学研究人员领导的一个研究小组研究了各种神经递质在变态调控中的作用,确定了GABA是模型海鞘Ciona intestinalis的关键调控因子。

Ciona是脊椎动物中最亲近的近亲。Ciona最初以t状的幼虫开始生活,其蜕变成花瓶状的成年动物,这是由于它们附着在固体表面上而触发的。

资深作者Yasunori Sasakura教授解释说:“ Ciona的器官称为乳头状乳头,可以感觉到动物附着在表面上,从而引发变形。”粘性乳头含有感觉神经元,它们将信号传递到身体的其他部位,这表明神经系统在引发变态中起着至关重要的作用。

为了研究神经系统在变态中的作用,研究人员用各种神经递质处理了Ciona幼虫,其中只有GABA诱导了与成熟有关的物理变化。在阻断了GABA合成,运输和成熟所需的基因后,研究人员观察到变态诱导的降低,证实他们已经找到了正确的调控分子。

GABA或伽马氨基丁酸是哺乳动物中主要的神经递质之一。通常认为它是一种抑制性分子,因为它可以阻断大脑中的某些信号,从而降低神经系统活动。然而,有趣的是,研究人员发现在Ciona变态中并非如此。

Sasakura教授说:“使用表达分析和基因敲除/敲除试验,我们发现GABA激活表达促性腺激素释放激素(GnRH)的神经元,这对于脊椎动物的生殖成熟至关重要。”“敲除编码GnRH的基因表明,它对Ciona幼虫的变态至关重要,并证实了其作为GABA介导的调控的下游成分。”

进一步的实验表明,尽管缺乏GnRH的幼虫不能进行变态的初始步骤,但它们确实表现出正常的成年器官生长。相反,在GABA突变体中未观察到成年器官的生长,这表明GABA对于所有变态事件都是必不可少的。

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