在一項近日發(fā)表在《CurrentBiology》上的研究中，科學家們揭示了生物學性別如何影響神經(jīng)細胞之間的交流并使雄性和雌性對相同的刺激產(chǎn)生不同的反應(yīng)。這些發(fā)現(xiàn)將為揭示不同性別在神經(jīng)發(fā)育、行為和對疾病敏感性等方面的差異帶來曙光。

“盡管本質(zhì)上雌雄的神經(jīng)系統(tǒng)是相同的，但是我們都知道許多神經(jīng)疾病都存在性別差異，也知道性別如何影響動物的行為，同時還知道這些不同可能是生物學因素導(dǎo)致的。”美國羅切斯特大學醫(yī)學中心（URMC）生物醫(yī)學遺傳學、神經(jīng)科學系及神經(jīng)藥物開發(fā)中心的副教授DouglasPortman博士說道，他是這項研究的領(lǐng)導(dǎo)者。“這項研究揭示了生物學性別和神經(jīng)回路的控制和功能之間的聯(lián)系，表明這些性別依賴的特點可以改變行為。”

這些結(jié)果是在秀麗線蟲身上的實驗中發(fā)現(xiàn)的，這是一種非常常見的研究生物學基本原理的模式生物。通過這種生物做出的許多發(fā)現(xiàn)可以在動物王國通用，因此這項研究對理解人類生物學有重要意義。事實上，醫(yī)學和化學領(lǐng)域有3次諾貝爾獎都頒發(fā)給了涉及秀麗線蟲的發(fā)現(xiàn)。

這項研究聚焦于雌雄線蟲的行為差別。秀麗線蟲也有兩種性別，雄性和雌雄同體。盡管雌雄同體可以自己繁殖，它們也會和雄性線蟲交配，因此被認為是一種變異的雌性。

秀麗線蟲的行為受感官因素的驅(qū)使，尤其是氣味和味道，常被線蟲用于導(dǎo)航和交流。雌性線蟲會分泌一種可以吸引雄性的荷爾蒙，并依靠這種荷爾蒙尋找對象。然而有一些雌性卻也會被這種荷爾蒙吸引。盡管還不清楚這是為什么，但是科學家們猜想這種荷爾蒙信號可以幫助雌性避開競爭激烈的地方。

科學家們想搞明白的問題是為什么相同的刺激會使不同性別的動物產(chǎn)生不同的生物學反應(yīng)。秀麗線蟲尤其適合用于研究這個問題，因為科學家對它整個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)育、功能和多種聯(lián)系的細節(jié)了如指掌。秀麗線蟲還提供了一種很好的研究生物學機理的平臺，因為在研究這些問題的時候不會受到像其他復(fù)雜動物身上出現(xiàn)的群體的影響。

在實驗中，科學家們可以操縱線蟲神經(jīng)元的性別，尤其是可以將單個神經(jīng)細胞由雄性變?yōu)榇菩裕蛘叻催^來操作。在進行這些操作的時候，科學家們發(fā)現(xiàn)一對叫做ADF的感覺神經(jīng)元具有性別特異性的行為差異。在雄性體內(nèi)，這些神經(jīng)元可以刺激一個叫做mab-3的基因表達，引導(dǎo)雄性追蹤荷爾蒙找到其源頭。而在雌性體內(nèi)，這些神經(jīng)元則會產(chǎn)生不同的反應(yīng)，引導(dǎo)雌性遠離這些信號。當改變這對神經(jīng)元的生物學性別之后，雄性和雌性對荷爾蒙的反應(yīng)就調(diào)換了過來。

“這些發(fā)現(xiàn)表明動物的生物學性別指導(dǎo)著動物的行為。”Portman說道。“在這個案例中，單對神經(jīng)元對與性別相關(guān)的同一個刺激產(chǎn)生的行為反應(yīng)不同，但是都對二者有益。這表明生物學性別調(diào)整神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機理可以幫助我們了解為什么雄性和雌性有患神經(jīng)疾病或者免患神經(jīng)疾病的傾向。”