《改变生活的生物技术》课程教学资源（技术进展）一个基因就让老鼠不怕猫

一个基因就让老鼠“不怕”猫 Nature, 28 April 2013; doi: 10. 1038/nature12114 科学家发现一个基因,可以让老鼠不再怕猫 当老鼠嗅到猫的存在,它会本能地躲避猫,以免成为盘中餐。那么老鼠是如何做到 的?美国西北大学一项关于嗅觉受体的研究表明,造成“老鼠怕猫”行为的关键,就是 个基因 神经生物学家托马斯·波扎( Thomas bozza)领导的研究团队发现,敲除老鼠的 个嗅觉受体基因,就会造成其行为上的变化。TAAR4,这个基因编码一个受体,这个受 体对食肉动物尿液中一种丰富的化学物质产生应答。正常的老鼠具有本能地避开捕食者 气味的能力,相反,缺少TAAR4基因的老鼠则不会 这项4月28日发表在 Nature的研究,让我们对嗅觉有了新的理解:仅仅是一个基 因之差,结果就会大不同 与视觉相比,我们对嗅觉受体的研究非常少。色觉的产生依赖于眼中感觉神经元的 种光敏受体的协同作用。如果其中一种光敏受体产生突变,就会造成色盲。“要理解 这三种光敏受体的重要性以及其进化历程并不困难,但嗅觉系统更为复杂。”波扎说道, 他是这项研究的作者,同时也是温伯格文理学院的神经生物学助理教授 人类有三种色觉受体,而嗅觉受体相关基因则有380个,老鼠甚至有1000多个嗅 觉受体基因。而且,咖啡香味和香水这些普通的气味往往就能激活很多嗅觉受体。波扎 说:“在嗅觉研究领域,人们有一个普遍共识,缺少一个嗅觉受体基因是不会对嗅觉造 成严重影响的。”波扎和他的同事希望验证这一假设,他们通过基因手段去除一类特定 的受体基因,这类受体是“追踪胺类物质”的受体

一个基因就让老鼠“不怕”猫 Nature, 28 April 2013; doi:10.1038/nature12114 科学家发现一个基因，可以让老鼠不再怕猫。 当老鼠嗅到猫的存在，它会本能地躲避猫，以免成为盘中餐。那么老鼠是如何做到 的？美国西北大学一项关于嗅觉受体的研究表明，造成“老鼠怕猫”行为的关键，就是一 个基因。 神经生物学家托马斯•波扎（Thomas Bozza）领导的研究团队发现，敲除老鼠的一 个嗅觉受体基因，就会造成其行为上的变化。TAAR4，这个基因编码一个受体，这个受 体对食肉动物尿液中一种丰富的化学物质产生应答。正常的老鼠具有本能地避开捕食者 气味的能力，相反，缺少 TAAR4 基因的老鼠则不会。 这项 4 月 28 日发表在 Nature 的研究，让我们对嗅觉有了新的理解：仅仅是一个基 因之差，结果就会大不同。 与视觉相比，我们对嗅觉受体的研究非常少。色觉的产生依赖于眼中感觉神经元的 三种光敏受体的协同作用。如果其中一种光敏受体产生突变，就会造成色盲。“要理解 这三种光敏受体的重要性以及其进化历程并不困难，但嗅觉系统更为复杂。” 波扎说道， 他是这项研究的作者，同时也是温伯格文理学院的神经生物学助理教授。 人类有三种色觉受体，而嗅觉受体相关基因则有 380 个，老鼠甚至有 1000 多个嗅 觉受体基因。而且，咖啡香味和香水这些普通的气味往往就能激活很多嗅觉受体。波扎 说：“在嗅觉研究领域，人们有一个普遍共识，缺少一个嗅觉受体基因是不会对嗅觉造 成严重影响的。” 波扎和他的同事希望验证这一假设，他们通过基因手段去除一类特定 的受体基因，这类受体是“追踪胺类物质”的受体

波扎的团队发现,TAAR基因对胺类物质极为敏感,这类胺类物质在生物体内广泛 存在,并且主要存在于腐烂物质和代谢物中。老鼠和人一样,都会本能地避开这些难闻 腥臭的胺类物质 波扎团队的博士后亚当·德文(本研究的第一作者)以及硕士罗德里格·帕西菲科 他们培育出了缺少所有14个TAAR基因的老鼠。发现,这些老鼠不再反感胺类物质 随后,研究者仅仅只敲除TAAR4基因,TAAR4基因编码的受体仅对苯乙胺做岀应答, 苯乙胺是一种在食肉动物尿液中含量很高的物质。有趣的是,缺少TAAR4的老鼠不会 对苯乙胺做出应答,换句话说,它们不再害怕嗅到猫的尿液,但对其他胺类物质却没有 此反应。“看到这样的选择应答真是太激动人心了,只要敲除老鼠的一个嗅觉受体基因, 就能改变它们的行为。”德文说。 到目前为止,研究人员发现的所有的哺乳动物中都存在TAAR基因,人类也一样 事实上,这么多动物保留有TAAR基因,这就意味着这类基因对于我们的生存十分重 要。”波扎说。 我们认为TARR基因能使动物对胺类物质十分敏感。另外,TAAR基因对人类的作 用也许是让我们避开富含胺类的腐烂物质。确切地说,TAAR基因的作用机理或许是向 大脑的特定区域传递信号,这些区域与动物的反感逃避行为有关。 波扎团队近期发现,人类鼻子中表达TAAR基因的神经元与嗅球的特定区域连接, 嗅球是脑中接收嗅觉信号的第一站。这项硏究表明,TAAR基因在老鼠中导致对胺类物 质的特定应答,人类也不例外。“我们希望通过这项研究揭示特定的大脑回路,这将为 我们研究哺乳动物的本能行为奠定基础,这也有助于我们硏究神经回路是如何影响行为 的。”波扎称

波扎的团队发现，TAAR 基因对胺类物质极为敏感，这类胺类物质在生物体内广泛 存在，并且主要存在于腐烂物质和代谢物中。老鼠和人一样，都会本能地避开这些难闻 腥臭的胺类物质。 波扎团队的博士后亚当•德文（本研究的第一作者）以及硕士罗德里格•帕西菲科， 他们培育出了缺少所有 14 个 TAAR 基因的老鼠。发现，这些老鼠不再反感胺类物质。 随后，研究者仅仅只敲除 TAAR4 基因，TAAR4 基因编码的受体仅对苯乙胺做出应答， 苯乙胺是一种在食肉动物尿液中含量很高的物质。有趣的是，缺少 TAAR4 的老鼠不会 对苯乙胺做出应答，换句话说，它们不再害怕嗅到猫的尿液，但对其他胺类物质却没有 此反应。“看到这样的选择应答真是太激动人心了，只要敲除老鼠的一个嗅觉受体基因， 就能改变它们的行为。”德文说。 到目前为止，研究人员发现的所有的哺乳动物中都存在 TAAR 基因，人类也一样。 “事实上，这么多动物保留有 TAAR 基因，这就意味着这类基因对于我们的生存十分重 要。” 波扎说。 我们认为 TARR 基因能使动物对胺类物质十分敏感。另外，TAAR 基因对人类的作 用也许是让我们避开富含胺类的腐烂物质。确切地说，TAAR 基因的作用机理或许是向 大脑的特定区域传递信号，这些区域与动物的反感逃避行为有关。 波扎团队近期发现，人类鼻子中表达 TAAR 基因的神经元与嗅球的特定区域连接， 嗅球是脑中接收嗅觉信号的第一站。这项研究表明，TAAR 基因在老鼠中导致对胺类物 质的特定应答，人类也不例外。“我们希望通过这项研究揭示特定的大脑回路，这将为 我们研究哺乳动物的本能行为奠定基础，这也有助于我们研究神经回路是如何影响行为 的。” 波扎称