机械撕裂如何切断果蝇的神经连接

明斯特大学神经与行为生物学研究所的科学家一直在研究果蝇模型系统中神经连接的调节去除。他们发现机械力在这个过程中起着重要作用。

神经细胞通过称为轴突和树突的长过程相互交流，或者更普遍地说，神经突。在发育过程中，这些过程首先生长并与其他细胞形成连接，例如与其他神经细胞形成突触。任何未正确连接或不再需要的神经突都会通过称为“修剪”的纠正机制去除。这样的修剪过程可能看起来很激烈，有时神经突似乎是直接从神经细胞上切断的。

以明斯特大学神经与行为生物学研究所的SebastianRumpf博士为首的研究人员现已发现神经突断裂的机制。在《细胞生物学杂志》上发表的一项研究中，该团队表明，在果蝇Drosophilamelanogaster的感觉神经细胞中，修剪是通过机械撕裂发生的。

在果蝇中，大量的神经突在蛹期或变态期间通过修剪被去除。“首先，神经突变得非常不稳定。这是由于一种内在机制，”SebastianRumpf说。修剪的主要阶段恰逢动物体形改变的阶段，这涉及到强烈的身体收缩。

“我们现在发现，这些运动对脆弱的神经突施加了如此大的压力，以至于它们被撕掉了，”Rumpf解释说。被切断的神经突随后被识别为“废物”并被周围组织移除。

动物细胞不断地经历机械力，它们可以对此做出反应，例如，通过改变它们的形状。“令人惊讶的是，人们对机械力在神经系统中的作用知之甚少，”主要作者RafaelKrämer博士和NeeleWolterhoff博士说。“我们现在的工作表明机械拉动如何影响神经细胞。”

修剪机制以前不清楚，机械力所起的作用也没有被研究过。相反，专家怀疑神经突本身必须有一种切断机制。然而，由潜在的“切断”酶引起的影响总是可以用不同的方式更好地解释，因此机制仍然不清楚。

演示果蝇蛹的机械力很困难，因为无法将动物从蛹壳中取出以进行力测量。为了克服这个问题，Krämer和Wolterhoff使用实时视频显微镜跟踪修剪过程，拍摄了许多关于修剪神经细胞的长视频。

然后，他们通过分析这些视频记录证明了拉力的存在。例如，神经突在被撕裂之前最初会被拉伸，这表明它们处于紧张状态。使用基因操作，他们还可以减少形态发生运动，这会导致修剪过程中的缺陷。

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