无需固定的趋化性分析揭示了秀丽隐杆线虫一种新的离开行为模式

root 提交于 周三, 07/08/2026 - 12:47
动物需要在停留于有利环境与探索新环境之间取得平衡。在秀丽隐杆线虫(C. elegans)的趋化行为中,即线虫向吸引物迁移的过程,已得到广泛研究。然而,它们到达吸引物之后会发生什么,仍在很大程度上未被探索,部分原因在于传统实验通常在线虫到达时将其固定。本文利用一种无需固定的趋化实验,对线虫到达吸引性气味源后的趋化行为进行了定量分析。我们观察到,62%的个体在最初接近异戊醇区域后离开了该区域,我们将这一行为称为“离开行为”。定量分析表明,与自由移动、高浓度气味回避以及接近行为相比,离开行为代表了一种不同的运动状态。为检验离开行为是否与嗅觉适应相关,我们分析了适应相关基因的突变体。与野生型个体相比,egl-4功能缺失突变体中离开行为的比例显著增加,而arr-1突变体则未表现出显著差异。这些结果表明,egl-4对离开行为具有负向调控作用,提示该激酶除已知的嗅觉适应功能外,还可能在稳定到达后的行为状态中发挥作用。我们的研究结果表明,趋化行为即使在到达吸引物之后仍涉及动态的行为转换,这与探索—利用权衡框架相一致。

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无固定化趋化性分析揭示秀丽隐杆线虫中新型的离开行为模式

Shiori Onoue, Koji Kyoda, Shuichi Onami

doi: https://doi.org/10.64898/2026.07.01.734387

Shiori Onoue RIKEN 生物系统动力学研究中心 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在本网站上搜索该作者 Shiori Onoue 的 ORCID 记录

Koji Kyoda RIKEN 生物系统动力学研究中心 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在本网站上搜索该作者 Koji Kyoda 的 ORCID 记录

Shuichi Onami RIKEN 生物系统动力学研究中心 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在本网站上搜索该作者 Shuichi Onami 的 ORCID 记录

通讯请联系: sonami{at}riken.jp

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摘要

动物需要在停留于有利环境与探索新环境之间取得平衡。在秀丽隐杆线虫的趋化行为中,即线虫向引诱物迁移的过程,相关研究已相当广泛。然而,它们到达引诱物之后会发生什么,在很大程度上仍未得到探索,部分原因在于传统实验会在线虫到达时将其固定化。在本研究中,我们利用一种无固定化趋化性实验,定量分析了线虫到达吸引性气味源后的趋化行为。我们观察到,62%的个体在最初接近异戊醇区域后又离开了该区域,我们将这一行为命名为“离开行为”。定量分析表明,与自由移动状态、高浓度气味回避行为以及接近行为相比,离开行为代表一种不同的运动状态。为检验离开行为是否与嗅觉适应相关,我们分析了适应相关基因的突变体。与野生型动物相比,egl-4 功能缺失突变体中离开行为的比例显著增加,而 arr-1 突变体则未显示显著差异。这些结果表明,egl-4 对离开行为具有负调控作用,提示该激酶除已知参与嗅觉适应外,还可能在稳定到达后的行为状态中发挥作用。我们的研究结果表明,即使在到达引诱物之后,趋化过程仍包含动态的行为转变,这与探索—利用权衡框架相一致。

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发布于 2026 年 7 月 7 日。

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Shiori Onoue, Koji Kyoda, Shuichi Onami

bioRxiv 2026.07.01.734387; doi: https://doi.org/10.64898/2026.07.01.734387

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无固定化趋化性分析揭示秀丽隐杆线虫中新型的离开行为模式

Shiori Onoue, Koji Kyoda, Shuichi Onami

bioRxiv 2026.07.01.734387; doi: https://doi.org/10.64898/2026.07.01.734387


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.01.734387v1?rss=1

🏷️ 秀丽隐杆线虫 趋化行为 离开行为 嗅觉适应 egl-4