«Определенные для пола клетки, которые мы определили, проявляют свои эффекты на борьбу, выпуская конкретный тип нейропептида или гормон, который был также вовлечен в агрессию у млекопитающих включая мышь и крысу», говорит Андерсон, профессор Сеймура Бензера Биологии в Калифорнийском технологическом институте, и соответствующий автор исследования. «Кроме того, есть некоторые недавние бумаги, вовлекающие увеличенные уровни этого гормона у людей с расстройствами личности, которые приводят к более высоким уровням агрессии».Результаты команды обрисованы в общих чертах в версии 16 января журнала Cell.На первый взгляд дрозофила не может казаться ничем как человек. Но выглядите намного ближе на генетическом уровне, и Вы найдете, что многие гены, замеченные у этих мух, также присутствуют – и играют подобные роли – в людях.
Однако, в то время как такое сохранение держится для генов вовлеченный в основные клеточные функции и в развитие, было ли это также верно для генов, управляющих сложным социальным поведением как агрессия, было совсем не ясно.«Наши исследования первые, к нашему знанию, чтобы определить ген, который играет сохраненную роль в агрессии полностью со стороны мух людям», объясняет Андерсон, который является также Говардом Хьюзом Медицинский следователь Института.
Если это верно для одного такого гена, это, также, вероятно, верно для других, говорит Андерсон. «Наше исследование утверждает дрозофил использования как модель, чтобы обнаружить новые гены, которые могут также управлять агрессией в людях».Менее – сложная нервная система дрозофилы делает их легче учиться, чем люди или даже мыши, другой генетический образцовый организм.
Для этого конкретного исследования исследовательская группа создала небольшую библиотеку, состоящую из различных линий мухи; в каждой линии различный набор определенных нейронов был генетически маркирован и мог быть искусственно активирован с каждым типом нейрона, прячущим различный нейропептид. Сорок таких линий были проверены на их способность увеличить агрессию, когда их маркированные нейроны были активированы.
У того, который произвел наиболее значительное увеличение агрессии, были нейроны, выражающие конкретный нейропептид, названный tachykinin или Tk.Затем, Андерсон и его коллеги использовали ряд генетических инструментов, чтобы определить точно, какие нейроны были ответственны за эффект на агрессию и видеть, управляет ли ген, который кодирует для Tk также, агрессивным поведением, действуя в той клетке.«Мы должны были веять далеко различные клетки, чтобы найти точно, которые были вовлечены в агрессию – это – то, как мы обнаружили, что в этой линии, был определенный для мужчины набор нейронов, который был ответственен за увеличенное агрессивное поведение», объясняет Кента Асахина, постдокторский ученый в лаборатории Андерсона и ведущий автор исследования.
Определенные для мужчины нейроны, управляющие поведением ухаживания, были ранее определены у мух, но это было первым разом, когда определенный для мужчины нейрон был найден, это определенно управляет агрессией. Определив, что нейрон, команда тогда смогла изменить свою экспрессию гена. Говорит Асахина, «Мы нашли, что, если Вы перепроизводите ген в той клетке и затем стимулируете клетку, Вы получаете еще более сильный эффект способствовать агрессии, чем если бы Вы стимулируете клетку, не перепроизводя ген».
На самом деле объединение клеточной активации и перепроизводства нейропептида, который выпущен, когда клетка активирована, заставило мух нападать на цели, они обычно не будут. Например, когда исследователи устранили сигналы, которые обычно способствуют агрессии у целевой мухи – такой как феромоны – мухи, содержащие гиперактивированные нейроны «агрессии», напали на те цели несмотря на отсутствие сигналов.Кроме того, эта объединенная активация клетки и гена оказала такое сильное влияние, что исследователи даже смогли заставить муху нападать на неодушевленный объект – магнит размера мухи – когда это было перемещено на арене.Такое поведение никогда не наблюдалось ранее. «Нормальная муха будет преследовать магнит, но никогда не будет нападать на магнит», объясняет Асахина. «Сверхактивируя эти нейроны, мы в состоянии заставить муху нападать на объект, который не показывает ни один из нормальных сигналов, которые требуются, чтобы выявлять агрессию со стороны другой мухи».
«Эти результаты предполагают, что то, что делают эти нейроны, продвигает государство агрессивного пробуждения у мухи», говорит Андерсон. «Этот поднятый уровень агрессивности заставляет муху нападать на цели, которые это обычно игнорировало бы. Я не наделил бы муху человеческими качествами и сказал бы, что она увеличила ‘гнев’, но активирующий эти нейроны значительно понижает его порог для нападения».
Открытие, что эти нейроны присутствуют в мозгах мужчины, но не мух женского пола, указывает, что эти половые различия в агрессивном поведении генетически базируются. В то же время Асахина подчеркивает, находя ген, что агрессия влияний не означает, что агрессией управляют только гены и всегда генетически программируют.
«Это – очень важное различие, потому что, когда люди слышат о гене, вовлеченном в поведение, они автоматически думают, что это означает, что поведение генетически определено. Но это не обязательно имеет место», говорит он. «Ключевой пункт вот – то, что мы можем сказать что-то о том, как генные действия, чтобы влиять на это поведение – то есть, функционируя как химического посыльного в клетках, которые управляют этим поведением в мозгу. Мы были в состоянии изучить проблему агрессивного поведения на двух уровнях, уровне клетки и генном уровне, и соединить те исследования генетическими экспериментами».Это исследование, Андерсон говорит, дало его команде береговой плацдарм в схему в мозгу мухи, который управляет агрессией, поведение, которое они продолжат пытаться расшифровать.
«Мы должны использовать этот пункт входа, чтобы обнаружить большую схему, в которой функционируют те клетки», говорит Андерсон. «Если агрессия похожа на автомобиль, и если больше агрессии похоже на автомобиль, идущий быстрее, мы хотим знать, нажимает ли то, что мы делаем, когда мы вызываем эти клетки, на педаль газа или берет ногу от тормоза. И мы хотим знать, где и как это происходит в мозгу.
Это собирается взять большую работу».