《自然·方法学》：观察线虫神经活动的新装置

　　

生物通报道：在8月的《自然·方法学》杂志上，来自美国的研究人员报道说，他们发明出两种可以帮助他们研究活体线虫中神经细胞活动与行为之间的关系的新装置。 

 

线虫是一种精微细小的微生物，它的神经系统非常简单，只有302个神经细胞。然而，如果不是使用非侵入性方法或以不符合生理规律的方法将它们固定，则很难监察它们的神经细胞的活动。Nikos Chronis和同事发明了两种设备，能够以不侵入的方式观察活体线虫的神经活动。

 

这套设备的关键之处是将线虫捕获在一个仅比其身体略大的微小通道中，线虫在其中可以适当地自由活动，但所受到的限制又足以让研究人员监察其神经细胞活动。他们以一种非常特别的受控方式来刺激线虫，比如在其鼻尖上放上某种食物，这样就能记录在受刺激情况下神经细胞的活动。

 

     利用这种设备，研究人员发现了与行动和感觉相关的特定神经细胞。在这种设备的基础上，研究人员还可以发展出更为精制的设备，在更严格的受控条件下监察生理情况更为复杂的微小生命体。神经细胞是生物体内的一类很特殊的细胞类型，而神经系统则是身体内最神秘的一个系统，这些新的观察设备的发明将促进人们更快更深入地了解他们的行为特质。

 

线虫之所以能在经典模式生物的名单中占有一个重要位置和它的形态特点有密切关系。前面已经提到，线虫通身透明，观察十分容易。更为重要的一点是，它是唯一一个身体中的所有细胞能被逐个盘点并各归其类的生物。它的幼虫含有556个体细胞和2个原始生殖细胞，成虫则根据性别不同具有不同的细胞数。最常见的雌雄同体成虫成熟后含有959个体细胞和2000个生殖细胞，而较少见的雄性成虫则只有1031个体细胞和1000个生殖细胞。

 

此外，线虫的生命周期很短，它从生到死的全过程只有3天半，这就使得不间断的观察并追踪每个细胞的演变成为可能。通过20年的努力，到90年代中期，人们已经建立了完整的线虫从受精卵到所有成体细胞的谱系图。这意味着，它机体里每一个细胞的来龙去脉都处于我们的视野中，清晰并且无所遗漏。

 

值得一提的是，近年来，人们对细胞凋亡研究的关注度越来越高，而1972年由西德尼·布雷纳（Sydney Brenner）开创的以线虫为材料的研究道路为揭示凋亡的分子机制提供了一个绝佳视角。而约翰·萨尔斯顿（John Sulston）一手建立的线虫细胞谱系为嗣后罗伯特·霍维茨（Robert Horvitz）等人进行的凋亡基因研究提供了坚实基础。到1986年，有关线虫发育中凋亡的基因调控机制已经得到基本阐明。以线虫为起点，包括bcl、p53等在内的与人类细胞凋亡调控和癌症发生有密切关系的基因也陆续被发现。而发育生物学和医学中诸多领域的观念结构也随着凋亡及其相关机制研究的进展发生了根本改变。（生物通雪花）