生物具有各种各样的行为,在特定环境下,生物体会根据外界环境刺激及其内在生理状态选择优先表现出某种特定的行为。这种行为选择的产生具备生物学基础。睡眠和求偶行为是动物生存和繁衍所必需的两大本能行为,通常这两种行为状态是不能同时存在的,目前关于这两种行为之间的抉择机制及其生物学关联还不清楚。我们以果蝇为模型,首先证实睡眠和求偶之间确实能够相互影响,表现为睡眠剥夺的雄蝇求偶能力下降,而雌蝇接受行为不受影响;而当促进雄蝇求偶的神经元激活时雄蝇的睡眠显著下降,说明睡眠和求偶行为之间存在性别特异性的相互作用。其次,我们进一步发现果蝇脑的求偶环路中促进求偶的P1神经元与睡眠环路中抑制睡眠的DN1神经元之间存在功能上的联系,P1神经元激活导致睡眠下降是通过DN1实现的。钙成像结果显示P1神经元和DN1神经元在神经活性水平上相互促进,由此揭示了睡眠环路和求偶环路在神经元水平上的相互沟通。最后,我们发现性别决定通路中的转录因子Fruitless(Fru)和Doublesex(Dsx)调控了雌雄睡眠的差异,其中FruM通过在不同神经元的作用分别调控求偶与睡眠行为,从而确定了睡眠和求偶行为关联的分子遗传基础。综上所述,我们发现了在果蝇体内睡眠和求偶行为相互联系的遗传和神经基础,为我们理解多种行为之间如何进行沟通以及深入探究行为的调控机制提供了参考。我们关注的另外一个科学问题是性别特异的行为是如何产生的。求偶行为通常被认为是雄性特异的,而我们发现fru基因缺失突变的雌蝇在经过一段时间的群体饲养之后能够获得部分类似于雄性的求偶行为,表现为追逐、扇翅膀等,暗示雌蝇体内存在有功能的fru产物抑制求偶行为的产生。我们进一步研究发现fru基因的第一个启动子P1缺失能够引起雌蝇产生求偶现象,说明这个抑制雌性求偶的产物来自P1转录本;但是同时我们针对P1转录本制备的移码突变雌蝇却不能产生求偶现象,以及在P1转录本插入的标签蛋白在雌性中没有信号,暗示fru在雌性中表达的功能性产物可能是以RNA形式而非蛋白形式起作用的。这部分内容让我们对fru基因的功能以及雌雄之间的行为差异有了新的认识。