Matthew Capek 在 CSHL Elkins Lecture 报告果蝇 GR28B/D 热感觉回路跨物种演化重连

CSHL 年度 Elkins Lecture，2026 年获奖者 Matthew Capek（Northwestern）讲果蝇如何感知环境温度并转化为先天行为（趋热/避热），以及这条感觉回路在物种间（黑腹果蝇 D. melanogaster 与沙漠果蝇 D. mojavensis）如何被"重新接线"，导致同一热信号的行为效价反转。

• 温度感觉位于触角 arista 中的 thermosensory receptor neurons：每个 arista 含 3 个 cold cells（冷激活）与 3 个 hot cells（热激活），轴突经 internal nerve 投射到后触角叶（PAL）的相邻 glomeruli，再经 thermal projection neurons（TPN）上行至 mushroom body / lateral horn 等高级中枢。
• 分子层面：果蝇直接感受温度的是 GR28B/D 等离子通道受体（部分与哺乳动物保守、部分果蝇特有）；patch clamp 显示 melanogaster 的 GR28D 在加热时产生 inward current。
• 核心发现：热感觉的"效价"在物种间反转——在 melanogaster 中激活 GR28BD 介导 aversion（回避），在 mojavensis 中却介导 attraction（趋向），提示外周感受器阈值与中枢回路都被演化改写。
• 通过跨物种基因互换（GR28B receptor swap）与双光子标记 TPN 轴突，发现两类果蝇的 TPN5 投射神经元在 lateral horn 的支配域显著不同（mojavensis 局限于 posterior domain、分支更平），hierarchical clustering 将 mojavensis 的 TPN5 与其余热回避物种明显分开。
• 结论：温度感觉的演化分歧既来自外周感受器阈值差异，也来自中继热信息到高级脑的关键投射神经元解剖结构的"重连"。
• 定位：神经科学/感觉神经生物学/演化神经（非 AI）。