科学家揭示蜜蜂学习和记忆神经生物学机理

李建科│文

中国农业科学院蜜蜂研究所蛋白质组学创新团队通过对中华蜜蜂（中蜂）和意大利蜜蜂（意蜂）大脑不同分区（蘑菇体、嗅神经叶、视神经叶）蛋白质组的比较研究发现，中蜂较意蜂大脑嗅神经叶和蘑菇体与嗅觉传导和学习记忆相关的功能加强。相关研究成果发表在蛋白质组学TOP期刊《分子与细胞蛋白质组学（Molecular & Cellular Proteomics）》上。

中蜂和意蜂在外部形态、生理特性和行为方面都形成了各自独特的生物学特性。然而，中蜂和意蜂生物学差异的神经生物学机理尚不清楚。通过比较两种蜜蜂大脑的不同分区蛋白质组发现蘑菇体、嗅神经叶和视神经叶三个分区的功能差异也体现在蛋白质组的差异上。蘑菇体上蛋白质的动态变化对突触的塑造和长期记忆的形成具有重要作用。视神经叶上核糖核酸作为第二信使在视觉传导中起重要作用。然而，两种蜂种嗅神经叶的蛋白质功能存在显著差异，意蜂嗅神经叶上与突触传导相关的氢离子和氢离子跨膜转运功能加强，而中蜂嗅神经叶中与突触塑造和神经递质长距离传输的微管骨架蛋白功能加强，说明两种蜜蜂在长期的进化过程中形成了与特定生境相关的嗅觉机制。同时，蛋白质合成和信号转导等与学习和记忆相关的功能在中蜂的嗅神经叶中加强了，说明中蜂在长期进化过程中形成了更灵敏的嗅觉机制适应采集零星蜜源的生物学特征。