遵循“BATT信号”：一种控制涡虫生殖细胞的新信号通路

生物单胺——多巴胺和血清素等分子——因其作为大脑情绪、学习和记忆、压力机制以及体内战斗或逃跑反应的使者而闻名

但这些神经递质早在大脑出现在进化树中之前就存在于自然界中。它们在植物、细菌和单细胞生物中也很普遍，但人们对它们的功能知之甚少

Morgridge研究所的科学家们增加了另一项关于单胺的任务。它们在涡虫的生殖器官中发挥着重要作用，似乎对雌性和雄性生殖细胞（制造卵子和精子的细胞）的发育至关重要

Morgridge的一个再生生物学团队在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上撰文证明，这种发射器不仅仅是来自涡虫大脑的信号。它们也高度定位于调节生殖细胞发育的体细胞性腺细胞内

该研究的主要作者、研究调查员Melanie Issigonis表示：“我们对此感到兴奋，因为它展示了一种新的小生境到生殖细胞信号传导模式。”

这一令人惊讶的发现始于前研究生Umair Khan和Morgridge研究员Phil Newmark于2022年发表的另一项研究，Phil Newmark也是霍华德休斯医学研究所的研究员。他们开始表征涡虫（雌雄同体）卵巢和睾丸的转录组，并生成了一长串在卵巢中富集表达的基因

最受欢迎的酶之一是芳香族L-氨基酸脱羧酶（AADC），这是一种进化上保守的酶，对制造单胺很重要

他们感到困惑的是，他们认为样本被周围的脑组织污染了，但后续研究证实了这一发现。Khan随后抑制aadc基因的表达，以研究其在生殖系统发育中的作用

“当他在有性繁殖的涡虫身上敲除这种酶时，其表型非常惊人，”Issigonis说。Issigonis说：“卵巢不见了。事实上，整个女性生殖系统都被完全消融了。”。在正常的睾丸中，如果你像西瓜一样把它们切开，干细胞会像果皮一样沿着外围发现，但只会产生一小部分。她说：“当Umair击倒aadc时，睾丸里完全充满了种系干细胞。”。“没有精子被制造出来；睾丸里基本上充满了生殖细胞肿瘤。”

Issigonis的后续研究试图回答两个问题：AADC是由哪种单胺制造的，它来自哪里？他们通过对生殖细胞周围和支持生殖细胞的“生态位”中的体细胞进行单细胞RNA测序来寻找答案

在体细胞生态位细胞中，他们发现aadc和另一种编码非核糖体肽合成酶（nrps）的基因nrps的富集表达。这是惊人的，因为与aadc不同，nrps只在生殖系统中表达，而不是在神经系统中表达

然后，当他们在性涡虫中敲除nrps时，他们发现了当aadc被抑制时观察到的相同表型：雌性系统的完全崩溃和雄性生殖细胞的急剧积累

这是AADC和NRPS合作的重要线索。UT Southwestern的同事Rui Chen和Jim Collins的进一步质谱分析提供了证据，证明这两种酶正在产生β-丙氨酸色胺（BATT），由与单胺色胺偶联的β-丙氨酸组成

柯林斯实验室发现，在血吸虫（涡虫的寄生近亲）中，雄性会产生BATT，从而触发雌性的卵子生产

这个大院被戏称为“BATT信号”，得名于漫画系列中用来召唤蝙蝠侠行动的蝙蝠形状的天窗。这个信号在涡虫身上也清晰地闪烁着。研究小组发现，当涡虫达到性成熟并拥有成熟的生殖器官时，BATT非常丰富

“我们想，哇，性动物会制造很多BATT，”她说。“事实上，当我们击倒nrps或aadc时，BATT就消失了。这告诉我们我们走在了正确的轨道上。”

这项研究以及柯林斯实验室对血吸虫的研究表明，β-丙氨酰单胺偶联物可以作为重要信号。由于NRPS酶存在于整个动物界，这表明新型单胺偶联物也可能在其他动物中充当信号分子

接下来的步骤是了解这些新信号的功能