《鞠林洋等发现血脑屏障通过改变激素水平来控制蚂蚁行为》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 郭文姣
  • 发布时间:2023-09-09
  •     2023年9月7日,宾夕法尼亚大学的研究人员在 Cell 期刊发表题为“Hormonal gatekeeping via the blood-brain barrier governs caste-specific behavior in ants”的研究论文,该研究发现蚂蚁的血脑屏障在控制其行为方面起着积极的作用,这些行为对整个蚁群运转至关重要,而控制的关键是血脑屏障中会产生一种特殊的激素降解酶。这一发现强调了在正确的时间、正确的地点表达的单一蛋白质如何对复杂社会中的个体行为产生重大影响。不仅仅是蚂蚁,研究人员已经有证据表明,类似的机制也可能在小鼠的行为中发挥作用。在未来的研究中,希望能更多地了解这种机制的起源和普遍性,以及它是否是一种控制蚂蚁外部行为的趋同策略。




    编译来源:https://mp.weixin.qq.com/s/dqoD_ZAvRotbALRhY_fwGQ

  • 原文来源:https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(23)00856-5
相关报告
  • 《昆明植物所发现一个同时控制抗性激素JA和ABA生物合成的关键因子》

    • 来源专题:生物育种
    • 编译者:季雪婧
    • 发布时间:2024-03-13
    •      茉莉酸(JA)和脱落酸(ABA)是植物用来应对逆境的最重要的两种抗性激素。中国科学院昆明植物研究所植物次生代谢分子调控专题研究组在前期发现:当受到腐生性病原真菌-链格孢菌侵染时,渐狭叶烟草会提高JA-Ile和ABA的生物合成来激活不同的抗性信号通路,从而提高植保素-东莨菪素scopoletin和东莨菪苷scopolin的合成,以及关闭气孔来抵御病原菌(Sun et al., 2014 Journal of Experimental Botany; Sun et al., 2014 Plant Pathology)。但是,目前宿主植物是如何同时协调JA-Ile和ABA的生物合成来应对病原菌的分子机制仍然未知。   该专题攻关组以渐狭叶烟草为模式植物,结合了基因沉默、基因表达分析、激素测定、蛋白和DNA互作,蛋白和蛋白互作、转录激活等一系列的技术手段,发现了一个同时调控JA-Ile和ABA生物合成的关键因子NaWRKY70。   该实验室前期发现,WRKY类转录因子NaWRKY70介导了茉莉酸和乙烯协同调控植保素scopoletin和scopolin的生物合成(Song and Wu, 2024 Journal of Experimental Botany)。但是,NaWRKY70介导的防御反应是否仅仅依赖于对‘scopoletin和scopolin’的调控仍然尚未清楚。通过对NaWRKY70基因沉默后的植物研究发现,链格孢菌在它叶片上形成的病斑比在‘不能合成scopoletin和scopolin的植物’上形成的要大得多。该结果提示:NaWRKY70可能还调控了其它的抗性通路。   果然,进一步对NaWRKY70基因沉默植物的研究发现,植物中本底水平的JA-Ile和ABA分别降到对照水平的1/2和1/3;而且链格孢菌感染后的JA-Ile水平降到和未接菌对照类似,ABA的水平降低到未接菌对照水平的1/3;相应的,NaWRKY70基因沉默后的植物失去了关闭气孔的能力。   继而,通过凝胶阻滞、染色质免疫共沉淀、启动子激活和目标基因表达分析实验证明,NaWRKY70能够与JA-Ile生物合成关键酶基因NaAOS和NaJAR4,ABA生物合成关键酶基因NaNCED1和NaXD1-like、以及ABA信号相关基因丝裂原活化蛋白激酶(NaMPK4)的启动子上的W-box结构域结合,正调控这些基因的表达,从而激活JA-Ile和ABA的生物合成。同时,还结合到ABA降解酶基因NaCYP707A4-like3的启动子上,负调控它的表达,使植物积累更多的ABA。因此,当NaWRKY70基因沉默后,JA-Ile和ABA的合成酶基因表达显著性下降,使植物极大地降低了合成JA-Ile和ABA的能力;同时由于ABA降解酶基因NaCYP707A4-like3的表达失去了NaWRKY70对它的抑制,植物提高了对ABA的降解能力,从而使ABA的水平更低。   此外,在NaWRKY70沉默的植物中,链格孢菌诱导的另一个植保素capsidiol的水平也显著下降。该植保素于2019年就已经被该实验室证明是渐狭叶烟草抵御链格孢菌的主要植保素之一(Song et al., 2019 Journal of Experimental Botany)。实验发现,NaWRKY70能够直接调控参与其生物合成的关键酶基因NaEASs和NaEAHs,并与转录因子NaERF2-like在蛋白水平上相互作用进而增强对它们转录水平上的调控。而ABA除了作为激素信号参与植物抵抗链格孢菌外,还发现其对NaEASs和NaEAHs的表达起到负调控的作用。这个结果表明了ABA一方面作为抗性激素提高了植物的抗病性,另一方面作为‘刹车’,避免了植保素capsidiol过多的合成。   综上所述,转录因子NaWRKY70不仅是茉莉酸和乙烯信号协同调控植保素scopoletin和scopolin合成的关键节点,还在调控植物激素JA-Ile和ABA以及植保素capsidiol的生物合成过程中也发挥着关键作用。   以上研究成果以NaWRKY70 is a key regulator of Nicotiana attenuata resistance to Alternaria alternata through regulation of phytohormones and phytoalexins biosynthesis为题于2024年3月1日在国际著名植物学期刊《新植物学家》(New Phytologist)上在线发表,中国科学院昆明植物研究所助理研究员宋娜博士为该论文的第一作者,吴劲松研究员为通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金项目(32370311)的资助。
  • 《研究团队发现氖可以改善等离子体屏障》

    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:pengh
    • 发布时间:2020-03-31
    • 研究欧洲联合环形(喷射)装置的科学家们发现,氖可以用来迫使聚变反应堆的排气系统在保持高性能的同时承受极高的热负荷。最近的试验使用氖来辐射和改善等离子体的边缘,即所谓的“基座”,它将极热的核心从较冷的层中分离出来,并远离材料表面。 JET由英国原子能机构在英国牛津附近的Culham聚变能源中心(CCFE)运营。来自28个欧洲国家的科学家使用它来进行未来无碳聚变能源潜力的研究,由欧洲聚变联盟协调工作,该联盟代表欧洲原子组织管理和资助欧洲聚变研究活动。JET正在进行一系列的测试,这些测试将为法国南部正在建设的新型国际实验聚变反应堆Iter的运行提供信息。 在使用托卡马克(tokamak)反应堆概念的捷特(JET)等机器中,一种被称为“转向器”的排气系统既能去除高温等离子燃料中的极端热量,又能去除其中的杂质颗粒。将JET扩展到像Iter这样的大型机器的一个问题是,后者的分流器组件将不能承受极端程度的余热,因为它们会损坏分流器。 CCFE说,对于这个问题,一个解决方案是使用天然气作为杂质(通常是氮气)冷却的等离子体辐射的热量在偏滤器内表面积更广泛的地区,但氮可以分解成其他化合物,导致氚化氨,这不是兼容喷气机的处理系统。 另一种选择是使用氖,但以前在喷气机上可用的加热功率水平意味着它不能达到和氮一样的效果而不影响托卡马克中等离子体的限制;聚变反应堆性能的关键因素。然而,利用增加的加热功率和额外的氖注入等离子体,科学家们发现效果一样好。 负责协调这项实验的卡琳·吉鲁(Carine Giroud)表示,霓虹灯可以用于辐射和改善底座的发现意义重大。 “我们从JET的中性光束加热系统中获得了额外的能量,这使得我们可以添加更多的霓虹灯,正是这两种元素导致了改进。我们还没有达到降低外打击点的分流瓦功率的目标,但是我们已经看到,在施加氖辐射的时候,分流瓦的温度并没有明显升高。在过去的几年里,我们可以用氮来做到这一点,但用氖不行——但现在我们可以了。”