科學(xué)家揭示蜜蜂學(xué)習(xí)和記憶神經(jīng)生物學(xué)機理

李建科│文

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所蛋白質(zhì)組學(xué)創(chuàng)新團隊通過對中華蜜蜂（中蜂）和意大利蜜蜂（意蜂）大腦不同分區(qū)（蘑菇體、嗅神經(jīng)葉、視神經(jīng)葉）蛋白質(zhì)組的比較研究發(fā)現(xiàn)，中蜂較意蜂大腦嗅神經(jīng)葉和蘑菇體與嗅覺傳導(dǎo)和學(xué)習(xí)記憶相關(guān)的功能加強。相關(guān)研究成果發(fā)表在蛋白質(zhì)組學(xué)TOP期刊《分子與細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)（Molecular & Cellular Proteomics）》上。

中蜂和意蜂在外部形態(tài)、生理特性和行為方面都形成了各自獨特的生物學(xué)特性。然而，中蜂和意蜂生物學(xué)差異的神經(jīng)生物學(xué)機理尚不清楚。通過比較兩種蜜蜂大腦的不同分區(qū)蛋白質(zhì)組發(fā)現(xiàn)蘑菇體、嗅神經(jīng)葉和視神經(jīng)葉三個分區(qū)的功能差異也體現(xiàn)在蛋白質(zhì)組的差異上。蘑菇體上蛋白質(zhì)的動態(tài)變化對突觸的塑造和長期記憶的形成具有重要作用。視神經(jīng)葉上核糖核酸作為第二信使在視覺傳導(dǎo)中起重要作用。然而，兩種蜂種嗅神經(jīng)葉的蛋白質(zhì)功能存在顯著差異，意蜂嗅神經(jīng)葉上與突觸傳導(dǎo)相關(guān)的氫離子和氫離子跨膜轉(zhuǎn)運功能加強，而中蜂嗅神經(jīng)葉中與突觸塑造和神經(jīng)遞質(zhì)長距離傳輸?shù)奈⒐芄羌艿鞍坠δ芗訌?，說明兩種蜜蜂在長期的進(jìn)化過程中形成了與特定生境相關(guān)的嗅覺機制。同時，蛋白質(zhì)合成和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等與學(xué)習(xí)和記憶相關(guān)的功能在中蜂的嗅神經(jīng)葉中加強了，說明中蜂在長期進(jìn)化過程中形成了更靈敏的嗅覺機制適應(yīng)采集零星蜜源的生物學(xué)特征。