4月9日,《自然·通訊》(Nature Communications)雜志在線發表了中國農業大學食品科學與營養工程學院、國家果蔬加工工程技術研究中心鄭浩教授課題組最新研究成果Single-nucleus and spatial transcriptomics identify brain landscape of gene regulatory networks associated with behavioral maturation in honeybees。
蜜蜂是高度社會化昆蟲,其工蜂在生命周期中會經歷由“哺育”向“采集”的社會行為轉變。該行為變化過程涉及復雜的大腦調控機制,但其在分子層面的調控模式尚不清晰。近年來,隨著單細胞測序與空間組學技術的發展,為解析行為狀態與大腦基因表達的關系提供了全新視角。
本研究創新性地結合單細胞RNA測序(snRNA-seq)與高分辨率空間轉錄組技術(Stereo-seq),系統繪制了蜜蜂大腦行為轉變過程中的多細胞類型圖譜及其轉錄調控網絡。研究發現,不同腦區細胞在行為成熟過程中展現出顯著的轉錄差異,特別是在蘑菇體區域的小型肯揚細胞(sKC)中,采集行為特異性激活了轉錄因子stripe及其下游關鍵靶基因(caveolin-3、Hr38、Mef2),構成了一個與學習、導航和行為轉變密切相關的核心調控模塊。
該研究首次在蜜蜂不同社會行為分工狀態下,整合構建了空間分辨的大腦基因調控圖譜,揭示了社會行為轉換的分子調控機制,為理解社會行為的可塑性提供了理論基礎,也為深入解析行為背后的調控網絡在進化與生態學中的功能價值奠定了基礎。
以上研究中國農業大學為第一完成單位,鄭浩教授為通訊作者。食品學院博士研究生穆曉繯為第一作者,華大基因徐迅、劉珊珊為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金杰出青年項目、中國農業大學人才發展支持計劃等項目的支持。
來源: 中國農大新聞網
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