新闻网讯（通讯员笙科）近日，国际学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）在线发表了武汉大学生命科学学院、高致病性病毒与生物安全全国重点实验室、泰康生命医学中心及教育部免疫代谢前沿中心教授姚镜团队及合作者的最新研究成果。论文题为“Chemoreceptor TRPγcoordinates locomotor activity via regulating intracellular Ca2+ homeostasis in Drosophila”。该研究揭示了化学感受器TRPγ通过一种双向Ca2+反馈调节机制维持细胞内钙稳态，进而精细调控果蝇运动行为的分子基础。
生命科学学院博士研究生庞培源、高博旻、莫晓怡和陆徐腾为论文共同第一作者，姚镜、上海交通大学化学化工学院教授田长麟和中国科学技术大学微尺度物质科学国家研究中心教授孙德猛为论文的共同通讯作者。武汉大学生命科学学院为第一署名单位。
离子通道被誉为细胞感知环境刺激的“分子哨兵”，可将温度、光、机械力及化学信号等外界信息转化为神经电活动。其中，瞬时受体势（Transient Receptor Potential, TRP）通道在化学及物理感知、中枢信息处理等过程中发挥关键作用。TRPγ是果蝇经典TRP家族的重要成员，早期研究发现其作为TRPL的组成亚基参与视觉光感受；后续研究进一步表明TRPγ广泛参与运动协调、摄食调节及神经发育等生理过程。然而，自TRPγ基因被克隆以来，它如何感知外界信号并调控果蝇行为，始终是领域内悬而未决的基础科学问题。直至2022年，姚镜课题组在《美国国家科学院院刊》（PNAS）发表论文，首次指出TRPγ是一种化学感受器，可以作为天然驱虫剂的分子靶标参与果蝇的环境适应性调节，但其配体门控的分子机制仍未阐明。
TRPγ通道双向调控细胞内钙稳态并协调果蝇运动行为的分子机制示意图
为解答这一问题，研究团队采用单颗粒冷冻电镜技术，成功解析了果蝇TRPγ通道在天然状态及樟脑（Camphor）结合状态下的高分辨率结构。结构分析发现，樟脑结合于通道跨膜区域的一个特定疏水口袋内，通过疏水相互作用诱发通道蛋白构象变化，促进通道开放，从而揭示了TRPγ的配体门控机制。进一步研究显示，TRPγ通道内部存在两个空间分离、功能相反的Ca2+感知模块：高亲和力的Ca2+结合位点位于跨膜区，在低细胞内钙浓度（[Ca2+]i）下促进通道开放与Ca2+内流；低亲和力的Ca2+结合位点则位于胞内侧，在高[Ca2+]i条件下通过空间位阻效应阻断离子通透路径，抑制通道活性。结合膜片钳电生理记录与细胞钙成像实验，研究团队证实TRPγ能够通过这一双向自调控机制动态维持细胞内Ca2+稳态：樟脑激活TRPγ后驱动胞外Ca2+内流，流入的Ca2+可以协同激活通道以放大化学信号；而当[Ca2+]i升高后，通道则被反馈性抑制，从而避免Ca2+超载。在果蝇个体水平上，行为学实验进一步显示，Ca2+调控功能受损的突变体果蝇表现出步态异常、协调障碍及运动速度下降，表明TRPγ介导的Ca2+双向调控功能对运动行为的控制至关重要。
该研究不仅从分子水平解明了TRPγ通道长期未知的配体识别与自反馈调控机制，也为理解瞬时受体势通道在维持细胞离子稳态及协调复杂行为中的核心作用提供了新范式。
研究获国家重点研发计划、国家自然科学基金、泰康生命医学中心、湖北省生物基础学科研究中心和中央高校基本科研业务费等资助。法国国家健康与医学研究院（INSERM）研究员李栋栋、武汉大学生命科学学院高级实验师谢畅等也为该项研究提供了帮助。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-78915-w
