Гены влияют на решение червей покинуть источник пищи

Исследование на нематодах Caenorhabditis elegans показало, что решение покинуть "газон" из бактерий, на котором червь кормится, зависит не только от внешних факторов (уровень кислорода, количество сородичей), но и от генетических вариаций организма.

Ключевые выводы:

• Учёные проанализировали сотни линий C. elegans, измеряя скорость, с которой черви покидают бактериальный "газон" в чашке Петри.
• Метод количественного анализа локусов признаков (QTL) позволил выявить конкретные генетические варианты, связанные с этим поведением.
• Один из ключевых генов — tyra-3 — кодирует рецепторный белок, активируемый тирамином (аналогом адреналина). Этот рецептор экспрессируется в сенсорных нейронах, где может интегрировать внешние сигналы (например, уровень кислорода) и внутреннее состояние (например, голод).
• Также была подтверждена роль уже известного гена npr-1 в поведении поиска пищи, однако его вариант, изученный в работе, характерен для лабораторных, а не природных штаммов.

Значение работы:

• Решение демонстрирует связь между конкретными генетическими вариантами и сложным поведением в реальных условиях.
• Поскольку молекулы, родственные адреналину (вроде тирамина), участвуют в системах возбуждения и принятия решений у многих животных, включая человека, это указывает на древние эволюционные корни подобных механизмов.
• Простота нервной системы C. elegans (всего 302 нейрона с известной картой связей) и наличие ортологов большинства из ~20 000 генов человека делает её уникальной моделью для изучения связи "гены → нейроны → поведение".

Остающиеся вопросы:

• Точный механизм действия тирамина неясен: неизвестно, когда и где он высвобождается и как именно изменяет поведение.
• Для дальнейшего прогресса требуются новые инструменты для отслеживания химических сигналов в мозге в реальном времени.

Исследование опубликовано 16 марта 2011 года в журнале Nature.