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用你的胃思考？大脑神经元的早期功能可能是调节消化道

时间：2021-04-07 00:00:00 来源：网络整理

用你的胃思考？大脑神经元的早期功能可能是调节消化道

图像:光照射驱动幽门开口。图像为5秒(秒)和1分30秒

资料来源:筑波大学

日本筑波——许多生命形式都把光作为重要的生物信号，包括具有视觉和非视觉系统的动物。但现在，来自日本的研究人员发现，神经元细胞最初可能已经进化到根据光信息来调节消化。

本月发表在《BMC生物学》(BMC Biology)杂志上的一项研究表明，来自Tsukuba大学的研究人员发现，海胆利用光来调节幽门的开闭，而幽门是消化道的重要组成部分。

光依赖系统通常依赖于视蛋白家族的蛋白质活动，这些在动物王国中都有发现，包括有视觉系统和非视觉系统的生物。了解不同分类动物视蛋白的功能可能为研究不同生物的视觉/非视觉系统如何进化以利用光作为外部信号提供重要线索。视蛋白在包括海胆在内的动物带群中的功能还没有被确定，这是研究人员想要解决的问题。

“眼睛和视觉系统的功能已经得到了很好的描述，”该研究的资深作者山口俊介(Shunsuke Yaguchi)教授说。“然而，在整个进化过程中，光依赖系统是如何获得和多样化的尚不清楚，特别是在后口动物中，因为缺乏关于ambularia类群信号通路的数据。”

为了解决这个问题，研究人员测试了光照是否会引起海胆消化道活动的变化。然后，他们进行了显微外科手术和基因敲除实验，以测试海胆消化系统中的视蛋白细胞是否介导了光的作用。

“结果提供了关于视蛋白在海胆中的作用的新信息，”Yaguchi教授解释说。“具体来说，我们发现即使在没有食物刺激的情况下，通过光线刺激海胆幼虫也会导致消化系统功能的改变。”

此外，研究人员还发现了靠近视蛋白表达细胞的5 -羟色胺能神经元，它们是介导光刺激下一氧化氮释放的关键，一氧化氮是一种神经递质。

Yaguchi教授说:“我们的研究结果对于理解进化的过程有重要的意义，特别是通过神经递质控制的光依赖系统。”

这些数据表明，在我们进化的祖先中，大脑神经元的早期功能可能是调节消化道。由于食物消耗和营养吸收对生存至关重要，复杂的脑-肠调节系统的发展可能是动物进化的重要一步。

原文标题：

Sea urchin larvae utilize light for regulating the pyloric opening

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