Science：闪烁的钙波会影响果蝇眼睛的发育

在果蝇发育过程中的眼睛内， 闪烁的钙波会持续数小时穿过细胞。根据发表在《科学》杂志上的一项新研究，这些自发的钙波具有重要功能：它们促进细胞间的通讯并塑造眼睛的结构。

科学家们长期以来在人类和其他哺乳动物视觉系统的发育过程中观察到钙波。这些波出现在视网膜——即眼球中感知光线并向大脑传递信号的内层结构——远在眼睛能够检测光线或视物之前。

科学家们认为，这些钙活动波能够优化发育中视觉大脑的连接，然而它们在建构眼睛本身物理结构方面的潜在作用此前尚未被探索。

果蝇揭示了一个普遍过程

如今，纽约大学的研究人员发现，果蝇在发育过程中同样存在这些钙活动波，或称"视网膜钙波"。这种同步活动塑造了它们正在生长的眼睛，创造出一个精确有序的结构，为日后的视觉功能奠定基础。

"这一发现揭示了一个普遍的发育机制，即同步的钙活动通过塑造组织来实现精确的感觉功能，"纽约大学生物学系博士后、该研究的第一作者Ben Jiwon Choi说。

"我们的研究表明，这些长期被观察到的视网膜钙波，除了协调神经回路外，还在塑造发育中的眼睛结构方面扮演着关键角色，"纽约大学生物学和神经科学教授、该研究的资深作者Claude Desplan说。

果蝇是生物学研究中的重要物种，因为它们与导致人类疾病的基因大约有75%是相同的。

钙波如何塑造眼睛

在研究果蝇发育中的眼睛时，纽约大学的研究人员观察到，视网膜钙波始于钙从细胞内储存库中释放。随后，这些波通过称为间隙连接的细胞间通道在细胞间移动。

值得注意的是，虽然钙通常是神经活动的标志，但这些视网膜钙波发现于构建眼睛结构的非神经元视网膜细胞中，而非神经元中。研究人员发现，这些波产生了覆盖整个视网膜的钙模式，从而塑造了眼睛的表面，导致形成支持精确视觉的均匀且优化的结构。"这些视网膜钙波似乎决定了眼睛本身的形状，并为眼睛日后能够视物做好准备，"Desplan说。

研究人员注意到，这些活动波偏向于果蝇眼睛的下部——该部分视野朝向地面，因此接收的光线较少。结果，果蝇眼睛的下部发育出更大的晶状体以捕捉更多光线，而上部则发育出较小的晶状体。

"这些钙波使得以非常固定方式发育的眼睛，能够调整其看到天空或地面的不同部位的形状，"Desplan补充道。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Ben Jiwon Choi et al, Retinal calcium waves coordinate uniform tissue patterning of the Drosophila eye, Science (2025). DOI: 10.1126/science.ady5541.