报告题目：果蝇的嗅觉记忆——基因、神经回路和行为
报告人：覃宏涛博士（美国冷泉港实验室）
报告时间：2012年5月10日（周四）下午16：00-17：00
报告地点：东南大学丁家桥校区综合楼三楼半多媒体教室
主办单位：东南大学研究生院
承办单位：东南大学医学院
报告人简介：
覃宏涛博士本科毕业于武汉大学遗传学专业，随后从浙江大学获得植物病理学硕士学位。 2000 年赴美留学，在美国的Iowa state university 攻读遗传学博士学位，师从JoAnn Powell-Coffman 博士，研究芳香烃碳水化合物受体（aryl hydrocarbon receptor，AHR）的同源基因ahr-1 在秀丽线虫 （Caenorhabditis elegans）神经元中的生理功能。他在博士期间的研究证明了ahr-1 具有双重生理功能：在发育阶段控制神经元的特化；在成虫阶段调控聚集行为。2006 年获得博士学位之后，他到冷泉港实验室 （Cold Spring Harbor Laboratory）从事博士后研究工作至今。在博士后研究期间，他师从Josh Dubnau 博士研究果蝇嗅觉系统的学习和记忆。在Dubnau 的实验室里，他建立了一个稳定的行为范式以对条件反射的消退学习 （extinction learning）在果蝇里进行遗传学研究。此外，他还对蘑菇体（Mushroom Body,即果蝇大脑里的嗅觉记忆中心）的亚结构进行了功能性研究。覃博士的长期研究兴趣是关于基因如何在特定的神经回路中支持和控制动物行为。
内容简介：
在一个经典条件反射行为范式下训练果蝇，果蝇能够学会将气味（条件刺激，CS）和电击（非条件刺激US）联系起来，并回避该气味 （CS）。学者们利用果蝇遗传学的优势对这一行为进行了研究，并发现了一些重要的学习和记忆基因。这些基因的功能在高等动物甚至人类中都是保守的。对果蝇嗅觉记忆的分子和神经回路机制的研究极大地促进了对人类大脑的疾病的深入了解。在此次报告中，我将通过两个相关的研究项目来对果蝇嗅觉研究的不同层面进行讨论。
（1）蘑菇体（Mushroom body， MB）亚回路的功能性定位
蘑菇体是果蝇大脑里的一个亚结构，被认为是嗅觉记忆的中心。蘑菇体由三种主要的细胞型组成，分别是α/β神经元、 α’/β’神经元以及 γ神经元。已经有大量证据表明，每一种蘑菇体的细胞型对于果蝇的嗅觉记忆都有着重要而独特的作用。研究文献里已提出的模型认为，在蘑菇体不同的细胞型里面存在着相互独立且同时并行的嗅觉记忆。多巴胺受体（DopR）被认为是介导电击（US）信息进入蘑菇体以形成嗅觉记忆的基因。然而，我的研究工作证明了DopR在嗅觉记忆中的功能可以全部定位到γ神经元。基于这一发现，我提出了新的模型，认为厌恶性的嗅觉记忆（aversive olfactory memory）首先在γ神经元中形成，随后通过γ神经元和其他蘑菇体细胞型神经元之间的传递将记忆进行固化。
（2）消退学习（extinction learning）行为范式
当条件反射建立以后，如果重复多次只给条件刺激（CS）而不用无条件刺激（ＵＳ）加以强化，条件反射的反应（记忆表现）强度将会逐渐减弱。这一过程被称为消退（extinction）或者消退学习。在形式上，消退学习跟暴露疗法（exposure therapy）很相似。暴露疗法是用来治疗焦虑性障碍(anxiety disorder)（比如恐怖症和创伤后应激障碍）的一种行为疗法。在动物模型中对消退学习的研究已经导致了治疗策略的改进和新药的开发。但是现有的消退学习动物模型都不适于进行大规模的正向遗传学（forward genetics）研究。这极大地限制了我们对控制消退学习的分子和遗传因子的发现。为了建立果蝇的暴露疗法模型，我建立了一个稳定的，可以用来对消退学习进行遗传学研究的行为范式。这一工作为进一步研究消退学习的神经回路以及遗传机制奠定了基础。
