Гены, регулирующие социальное поведение, найдены у рыб

Исследование Корнеллского университета показало, что гены в области мозга, относительно схожей у рыб, людей и всех позвоночных, регулируют координацию и смену поведенческих стратегий.

Работа, опубликованная 18 января в Proceedings of the Royal Society B на примере рыбы plainfin midshipman, выявила набор генов в преоптической области – переднем гипоталамусе (POA-AH), которые экспрессируются во время поведения, связанного с размножением, заботой о потомстве и агрессией.

Эти гены, некоторые из которых вовлечены и в социальное поведение человека, играют роль в способности рыб гибко менять репродуктивное поведение.

«Мы начинаем лучше понимать, как меняющиеся паттерны экспрессии генов связаны с краткосрочными изменениями поведенческого состояния», — сказал Эндрю Басс, старший автор статьи.

Пластичность социального поведения критически важна для выживания и размножения. У исследуемого вида существует два типа самцов, что делает его идеальной моделью:

• Самцы I типа: крупные, строят и защищают гнезда, «поют» (издают гул) для привлечения самок и заботятся о потомстве.
• Самцы II типа: мелкие, созревают раньше. Не строят гнезд и не «поют». Размножаются, подкрадываясь (cuckoldry) к гнездам самцов I типа для оплодотворения икры.

Самцы II типа фиксированы в своей стратегии подкрадывания. Самцы I типа пластичны: будучи молодыми и мелкими, они также могут прибегать к подкрадыванию, а позже, вырастая, переходят к стратегии защиты гнезда и ухаживания.

Методология: Исследователи разместили рыб в наружных резервуарах, имитирующих естественные условия. В момент проявления конкретного поведения (подкрадывание или «пение») самца быстро изымали и секвенировали генетический материал из его мозга, чтобы зафиксировать картину экспрессии генов.

Ключевой результат: Анализ экспрессии генов в POA-AH показал различия между ухаживающими самцами I типа и подкрадывающимися самцами II типа. Однако гены, экспрессируемые у молодых "подкрадывающихся" самцов I типа, были больше похожи на таковые у самцов II типа, чем у "поющих" самцов I типа.

«Поведение подкрадывания у молодых самцов I типа и самцов II типа было одинаковым, и, конечно же, они показали сходные паттерны экспрессии генов», — отметил Басс.

Это удивительное открытие, учитывая разные пути развития двух типов самцов, и оно подчеркивает ключевую роль POA-AH в обеспечении поведенческой пластичности.

Перспективы: В будущей работе исследователи планируют детальнее изучить выявленные гены-кандидаты, которые, вероятно, являются регуляторами репродуктивной и социальной пластичности, и механизмы их работы.