《自然》昆虫嗅觉机制出人意料

【字体: 时间:2008年04月16日 来源:中国科技网

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  昆虫的嗅觉机制不同于其它动物,它们能更快地把气味信息送向大脑。该研究由美国洛克菲勒大学和日本东京大学的研究者合作完成,研究结果刊登在4月13日的《自然》在线杂志上。这一发现有助于对嗅觉的进化史作更复杂的思考。

  昆虫的嗅觉机制不同于其它动物,它们能更快地把气味信息送向大脑。该研究由美国洛克菲勒大学和日本东京大学的研究者合作完成,研究结果刊登在4月13日的《自然》在线杂志上。这一发现有助于对嗅觉的进化史作更复杂的思考。  

  人们曾相信,所有动物的嗅觉机制都一样———气味分子作用于细胞表面的嗅觉感应器(也叫做G-蛋白质),并引发精巧的连锁反应,最后打开细胞表面的“离子门”,允许大量离子进入细胞,从而将气味信息传到脑部。研究者之一的莱斯利•沃谢尔说:“线虫类是这样,哺乳动物是这样,所有已知的脊椎动物都是这样,很难相信昆虫探测气味的策略会不同。但我们的确发现,昆虫不需要中间步骤,而是直接激活‘门’。”  

  离子门是一种圈形的蛋白质。它可以与某些分子结合并改变形状,允许或限制离子进入细胞。研究人员将分子喷到昆虫嗅觉感应器的细胞表面,测量离子门多久能打开,并记录涌入细胞的离子的电活动。他们发现,电活动发生得很快,说明昆虫嗅觉涉及的步骤不多。另外,研究者让涉及G-蛋白质模式的一些蛋白质失效,而离子门未受影响,这说明昆虫的嗅觉并不使用G-蛋白质信号模式。  

  研究最终发现,不同于其它动物,昆虫嗅觉使用的离子通道是两种蛋白质组成的复合体,其中一种作为嗅觉感应器是昆虫特有的。这种复合体通道允许所有阳离子通过———只要离子拥有正电荷,通道就不加选择地放行。这是气味信号能更快传至昆虫大脑的原因。
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