机械感受将外部环境中的机械力刺激转化为电信号,在动物应对天敌、求偶、繁殖等生命过程中发挥着至关重要的作用。常见的机械感受形式包括触觉、痛觉、听觉及本体感受。机械敏感离子通道或蛋白是生物实现机械感受的重要载体,并且与许多疾病密切相关。但是,这些受体在机械力转导过程中的分子与神经机制仍然不是特别清楚。因此,研究机械敏感离子通道等机械受体对于揭示机械感知的作用机制具有重要学术意义,并且对相关疾病的诊断与治疗具有临床价值。在本论文中,我们借助分子生物学、行为学、钙成像技术等研究了piezo-like（pzl）基因在果蝇幼虫的机械感受器-弦音器神经元的功能,发现它参与两种机械感知:本体感受及听觉感知。1.果蝇幼虫弦音器神经元是重要本体感受器,Pzl在这些神经元中特异性表达。当pzl基因缺失后,幼虫表现出抬头、后退及转弯超过90°的异常爬行行为,这说明Pzl对运动过程中的本体感觉反馈很重要。另外,哺乳动物的同源蛋白Piezo1和Piezo2可以挽救pzl突变体的异常爬行行为,说明果蝇Pzl与哺乳动物Piezo家族在功能上具有同源性。2.我们发现果蝇幼虫可以感知1 k Hz以上的高频声音,并且果蝇听觉器官弦音器lch5（Lateral chordotonal organ5）中的不同神经元具有频率选择性。借助钙成像技术及行为学分析,我们证实了Brivido1（Brv1）在0.5及5 k Hz声音感知中所发挥的作用及Pzl介导幼虫高频声音感知的功能。此外,在听觉感知这一功能上,果蝇Pzl与哺乳动物Piezo2的功能同源性更高。3.本论文还利用电生理膜片钳技术对Pzl的离子通道活性进行测定,但是Pzl可能需要辅助蛋白来发挥其离子通道的功能,仍需要进一步的探索。综上所述,本研究首次报道了新基因pzl在果蝇幼虫弦音器神经元中的两种机械感知功能:Pzl不仅介导幼虫的运动,也参与了幼虫高频声音的感知。且Pzl与哺乳动物Piezo家族的两个成员在不同机械感知模式具有不同的功能同源性。此外,本研究首次发现果蝇幼虫弦音器lch5神经元在受到声音刺激时表现出频率选择性的现象。这将为今后进一步研究机械感知的分子及神经机制提供重要的参考价值。