Jihong Bai: Neuronal Basis of Behavior and Perception in C. elegans

发布者:SLST发布时间:2019-04-30浏览次数:15


2019年426日,美国弗雷德·哈钦森癌症研究中心(The Fred Hutchinson Cancer Research CenterHutch)的Jihong Bai教授应我校生命学院助理教授童夏静邀请,在生命学院L楼一楼报告厅为师生做了题为“Neuronal Basis of Behavior and Perception in C. elegans ”的精彩学术报告。

Jihong Bai教授实验室致力于研究神经元通讯的分子和细胞基础。神经元和突触作为大脑的基础组成部分,通过传递电信号和化学信号来控制生物的行为与认知,信号在神经回路中的传播速度和效率对生命本身及其认知和行为都至关重要。神经回路信息流的中断导致了许多神经疾病和精神疾病。秀丽线虫(Caenorhabditis elegansC. elegans)由于通体透明,体细胞数目恒定,特定细胞位置固定,全基因组测序已完成等优点,成为生物学研究中重要的模式生物之一。除此之外,线虫具有最简单的神经系统。在雌雄同体中,总共有302个神经元,其神经元连接网络也已完全被建立出来,因此可用来研究神经生物学。

Jihong Bai教授首先介绍了跨感官感觉可塑性(cross-modal sensory plasticity)的细胞及分子机制。线虫嗅觉神经元AWC抑制中间神经元AIY的活性,从而减少其运动。而触觉神经元TRNs通过释放神经肽FLP-20 抑制了这一过程从而使线虫嗅觉反应增加,运动变快[1]。这一研究揭示了线虫中神经肽调节的跨感官感觉可塑性。

接着,Jihong Bai教授介绍了情景依赖的认知与学习行为(context-dependent perception)的分子机制。在面对复杂的背景时,人们对于事物的认知能力往往会受到干扰。而线虫在复杂的空间模式下也具有选择偏好性。在一个空间内利用四种不同密度的聚二甲基硅氧烷 (polydimethylsiloxane, PDMS) 柱子组建四个小室,模拟四种不同的空间模式。野生型的线虫N2表现出对于高密度PDMS柱这一空间模式的高度偏好性。进一步研究发现触觉感受神经元上机械信号转导通道蛋白 (Mechanotransduction channel) TRPN/TRP-4通过促进多巴胺的释放作用于前运动神经元上多巴胺受体DOP-3从而调节了线虫的空间模式选择性行为[2]

最后,Jihong Bai教授介绍了线虫中节律运动的神经调节机制。节律运动是生物中普遍存在的行为,如呼吸行为、心脏的搏动等。野生型线虫在液体中的游动也是一个很经典的节律运动。而突变体grk-2却丧失了这一节律运动(GRK-2是一种G蛋白偶联受体激酶)。研究发现,多巴胺作用于前运动神经元上的G蛋白偶联受体DOP-3GRK-2磷酸化DOP-3并将信号传输至下游的钠离子通道,从而影响了前运动神经元的兴奋性和线虫的节律运动。

Jihong Bai教授的报告内容丰富,深入浅出,听众收获颇丰。参会的教授和学生纷纷提问题,讨论热烈。报告结束后,很多同学在会场与Jihong Bai进行了深入的探讨,学术气氛浓郁。

[1] Rabinowitch I, Laurent P, Zhao B, et al. Neuropeptide-Driven Cross-Modal Plasticity following Sensory Loss in Caenorhabditis elegans[J]. Plos Biology, 2016.

[2] Han B, Rabinowitch I, et al. Dopamine signaling tunes spatial pattern selectivity in C. elegans[J]. eLife, 6,(2017-03-04), 2017, 6:e22896.

Jihong Bai教授简介】

Jihong Bai,本科毕业于北京农业大学(现中国农业大学);硕士毕业于清华大学;后在威斯康辛大学麦迪逊分校(the University of Wisconsin-Madison) 就读,师从Edwin Chapman博士,获得生物物理学博士学位。毕业后加入哈佛医学院 (Harvard Medical School) Joshua Kaplan教授的实验室,利用线虫研究突触重塑和神经元通讯。Jihong Bai2011年加入Hutch,成立自己的实验室,担任PI


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