2023年10月9日，东南大学生科院潘玉峰教授在EMBO reports杂志上发表研究论文“Asexuality in Drosophila juvenile males is organizational and independent of juvenile hormone”，报道了年幼雄蝇不表现出性行为是由于性环路组织重构不完全而并非依赖保幼激素的调控。
新生动物性能力的形成一般需要一定的性成熟时间而并不是与生俱来的，性行为的产生与神经环路的组织重构和生殖竞争中的适应性优化有关。性能力的获得一直有两种假说：一种是性成熟过程涉及组织结构上的神经环路的发育（组织性假说）；另一种是对已形成的神经环路功能性的激活或抑制的解除（激活性假说）。关于哺乳动物的研究大都支持组织性假说，而最近对于果蝇的一项研究认为性环路在年幼雄蝇中已经发育完全，但保幼激素暂时抑制了性环路的功能从而导致年幼果蝇不表现出性行为（图1左）。
图1：果蝇性成熟的两种假说
潘玉峰教授及其他实验室的以往研究发现，fruitless (fru)基因编码的雄性特异的蛋白FruM很大程度上决定了雄性果蝇求偶行为的产生，而表达FruM的神经元基本上组成了完整的求偶环路。研究发现，激活成年雄蝇的全部fruM神经元可以在没有求偶目标的条件下稳定的诱导出雄蝇所有的求偶行为，而激活年幼雄蝇中所有fruM神经元却并不能诱导出求偶行为。在年幼果蝇中激活一些已知的求偶促进神经元，只能够诱导出对潜在目标的低水平求偶，并且仅限于追逐目标等早期求偶步骤。本研究进一步发现了性成熟过程中雄性求偶神经环路的组织功能变化，即在羽化几天后突触连接以及传输会显著增加。研究还进一步发现，保幼激素并没有参与抑制年幼雄蝇性行为，反而具有促进求偶的功能。
本研究表明，年幼雄蝇不具备性能力是由于性环路在组织与功能上都还未发育完全，而不是由于保幼激素暂时的抑制造成的，揭示了昆虫与高等动物类似，都需要通过组织性的神经环路重构这一进化上保守的过程来获取性能力（图1右）。
该研究的第一作者是东南大学生科院博士后纪小小，通讯作者为潘玉峰教授。该项目受到科技部重点研发计划、国家自然科学基金委以及江苏省博士后科研资助计划等项目资助。（生科院）
论文链接：https://doi.org/10.15252/embr.202356898
