科學家揭示蜜蜂學習和記憶神經生物學機理

李建科│文

中國農業科學院蜜蜂研究所蛋白質組學創新團隊通過對中華蜜蜂（中蜂）和意大利蜜蜂（意蜂）大腦不同分區（蘑菇體、嗅神經葉、視神經葉）蛋白質組的比較研究發現，中蜂較意蜂大腦嗅神經葉和蘑菇體與嗅覺傳導和學習記憶相關的功能加強。相關研究成果發表在蛋白質組學TOP期刊《分子與細胞蛋白質組學（Molecular & Cellular Proteomics）》上。

中蜂和意蜂在外部形態、生理特性和行為方面都形成了各自獨特的生物學特性。然而，中蜂和意蜂生物學差異的神經生物學機理尚不清楚。通過比較兩種蜜蜂大腦的不同分區蛋白質組發現蘑菇體、嗅神經葉和視神經葉三個分區的功能差異也體現在蛋白質組的差異上。蘑菇體上蛋白質的動態變化對突觸的塑造和長期記憶的形成具有重要作用。視神經葉上核糖核酸作為第二信使在視覺傳導中起重要作用。然而，兩種蜂種嗅神經葉的蛋白質功能存在顯著差異，意蜂嗅神經葉上與突觸傳導相關的氫離子和氫離子跨膜轉運功能加強，而中蜂嗅神經葉中與突觸塑造和神經遞質長距離傳輸的微管骨架蛋白功能加強，說明兩種蜜蜂在長期的進化過程中形成了與特定生境相關的嗅覺機制。同時，蛋白質合成和信號轉導等與學習和記憶相關的功能在中蜂的嗅神經葉中加強了，說明中蜂在長期進化過程中形成了更靈敏的嗅覺機制適應采集零星蜜源的生物學特征。