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秀丽隐杆线虫生活周期短、结构简单、通体透明,是生物学研究的重要模型之一。尤其是以土壤微生物为食的线虫在面对各种各样的食物诱惑时,需要快速辨别有害致死的病原菌、或者有利于生长繁殖的食物菌,需要线虫具有敏感、高效的化感系统、以及强大的后天学习能力,以帮助其远离不利病菌的威胁。线虫有非联想性学习和联想性学习两种学习方式。其中联想性病原逃避学习能通过初次预暴露后的学习,辨别气味-食物优劣性关系,调节自身行为,以帮助线虫再次遭遇相同的不利刺激时,快速趋利避害、提高觅食效率。因此,这种学习方式对于线虫的生长发育乃至生存繁殖具有重要的意义。病原逃避学习作为一种复杂的神经生物学行为,目前在该方向的研究报道并不多见,而且阐述相关的途径或神经元并不足以能完全解释线虫对病原逃避学习的全部机制。为了探索是否存在新的与学习相关基因,我们基于在高等哺乳动物或者人中已报道的、与学习或记忆塑性有关的高通量筛选的研究结果,试图在更简单的模式生物秀丽隐杆线虫中验证这些新基因的功能,并对其参与学习的相关分子机制进一步研究,为更好阐述学习等复杂神经生物学行为的发生机制奠定基础。本文研究的主要结果包括:1、确定新基因ZK337.1参与线虫对病原细菌Pseudomonas aeruginosa PA14(以下简称PA14)逃避学习通过对与记忆或遗忘塑性相关基因RNAi干扰筛选病原学习基因,发现干扰ZK337.1影响线虫对PA14的学习。进一步对ZK337.J突变型线虫进行学习能力及回复验证,并且对其嗅觉感知和运动性进行检测。结果提示,其突变型学习能力显著降低、且线虫嗅觉感知及运动性正常;而基因回复表达则可回补学习缺陷。此外有关ZK337.1的荧光定位研究也证实,神经元表达的ZK337.J可能参与调控病原逃避学习。2、基因ZK3371影响病原逃避学习的可能上下游途径筛选。我们对可能与ZK337.1相互作用的上游途径Toll-like信号途径tol-1、ikb-1、pik-1,STAT转录因子sta-1、sta-2以及下游途径TGF-β信号途径的配受体daf-7、daf-1进行干扰或突变筛选。结果以上途径基因不参与病原学习过程。3、基因sid-3参与调节线虫病原逃避学习。筛选得到影响线虫对病原PA14逃避学习的新基因sid-3,该基因正调控病原学习。检测在蛋白结构上与SID-3 CRIB结构域有相互作用的cdc-42并不参与病原学习过程,验证sid-3调控学习可能不由此结构域起作用。再者通过sid-3荧光定位实验,进一步确认sid-3定位于尾部化感神经元PHAL、PHAR和PHBL、PHBR。另外,PA14训练后sid-3对比N2线虫,其ZK337.1mRNA表达水平显著升高;且sid-3与ZK337.1共定位实验表明二者可共定位于尾部神经元。因此二者之间在病原学习过程中是否具有相互关系还需我们进一步确认。本文的创新之处:首次发现了参与病原逃避学习的新基因ZK337.1和sid-3。