線蟲也會「趨吉避凶」 台大教授團隊研究登上國際期刊
2022/03/26 10:18
〔記者林曉雲/台北報導〕俗話說「一朝被蛇咬,十年怕井繩。」台大分子醫學研究所教授潘俊良團隊,研究發現當「線蟲」面臨細胞壓力時,會透過血清素的神經迴路誘發記憶與學習行為,在不利的環境下趨吉避凶,提升存活機會,相關論文已刊登於知名期刊《美國國家科學院院刊》PNAS,這種負向學習與記憶的功能,對生物體在自然界的存活非常重要。
團隊發現記憶與學習的相關機制,強調生物體的認知與行為功能,隨著生理條件不同而改變,此種由內在狀態所誘發的行為可塑性,廣泛存在自然界中,是行為與認知神經科學最基礎的現象之一。
線蟲的神經元數量僅302個,由於分子生物學工具的先進,以及對其神經系統構造的解析已達電子顯微鏡的層次,加上其多樣化的行為,是現代神經科學研究最重要的模式系統之一。
潘俊良教授實驗室說明,透過抑制粒線體的呼吸作用產生細胞內部壓力誘導線蟲,將同時出現的「無害細菌氣味」與「細胞壓力」連結而進行制約學習,使線蟲對細菌產生躲避行為,與古典制約學習的模式有近似處,此種學習近似「一朝被蛇咬,十年怕井繩」模式。
由於線蟲體積甚小,團隊將線蟲放入微流體通道中,以高靈敏度的鈣離子螢光攝影,捕捉線蟲神經細胞對細菌氣味的反應,發現粒線體壓力使NSM及RIB神經元對細菌氣味產生全新的反應,暗示記憶與行為可塑性來自於神經細胞活性的改變。
該研究主要由碩士班研究生江玥蓁完成,另最早於實驗室開展線蟲行為的相關研究的畢業博士生廖健博,目前在美國哥倫比亞大學進行博士後研究,也是本論文的共同作者。