荧光蛋白揭示蜜蜂大脑

由杜塞尔多夫海因里希·海涅大学(HHU)组成的国际蜜蜂研究小组将钙传感器集成到蜜蜂中，以研究神经信息处理，包括对气味的反应。这也提供了对社会行为如何在大脑中定位的见解，正如研究人员现在在科学杂志PLOS Biology上报道的那样。

昆虫是重要的所谓研究模式生物。尽管经历了600亿多年的独立进化，但昆虫与人类共享60%以上的DNA。几十年来，主要是果蝇的遗传密码可以用来研究生物过程。

后来，这种研究扩展到其他昆虫，特别有希望的结果来自蜜蜂。蜜蜂表现出复杂的社会行为——它们在利用定向、沟通、学习和记忆能力的同时执行复杂的行为，这使它们成为研究大脑功能和神经处理的有趣主题。

来自杜塞尔多夫，美因河畔法兰克福，巴黎萨克雷和特伦托大学的一组研究人员现在已经开发出一种能够直接观察蜜蜂大脑的方法，这项工作现已发表在PLOS Biology上。

钙传感器被整合到神经元中。钙在神经细胞活动中起着重要作用。“我们修改了蜜蜂的遗传密码，使它们的脑细胞产生荧光蛋白，这是一种传感器，使我们能够监测响应环境刺激而被激活的区域。发出的光的强度根据神经活动而变化，“特伦托大学神经物理学教授Albrecht Haase博士解释说。

贝耶教授指出，“实现这种'传感器蜜蜂'特别具有挑战性，因为我们必须研究蜂王的DNA。与果蝇不同，蜂王不容易在实验室中饲养，因为每个蜂都需要自己的蜂群。

该研究始于将特定基因序列接种到4，000多个蜂卵中。漫长的育种、测试和选择过程最终导致七只蜂王携带基因传感器。当它们在自己的殖民地繁殖时，蜂王将基因传递给了它们的一些后代。

然后，研究人员团队开发的传感器用于研究蜜蜂的嗅觉以及嗅觉如何在神经元中编码。巴黎萨克雷大学助理教授Julie Carcaud博士和巴黎CNRS研究主任Jean-Christophe Sandoz博士解释说：“这些昆虫受到各种气味的刺激，并用高分辨率显微镜观察。这使得检测哪些脑细胞被这些气味激活以及这些信息如何在大脑中分布成为可能。

来自杜塞尔多夫的这项研究的合著者Marianne Otte博士说：“这些记录是在体内进行的，使用的技术使我们能够观察蜜蜂的大脑。将昆虫固定在测量台上，然后呈现各种气味刺激。

来自美因河畔法兰克福歌德大学的Bernd Grünewald教授兼Oberursel蜜蜂研究中心主任博士说：“新的'传感器蜜蜂'使得研究群体内的交流方式以及更一般地说，社会性如何影响动物的大脑成为可能。