研究將基因與社會行為聯(lián)系起來包括自閉癥
在悶熱的夏日嗡嗡作響的那些討厭的蜜蜂正在幫助研究人員揭示導(dǎo)致社會行為的基因。本周發(fā)表的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn),汗水蜜蜂的社交生活因其對排汗的吸引力而得名 - 與特定基因的活動模式有關(guān),包括與自閉癥相關(guān)的基因。
“蜜蜂有著復(fù)雜的社會行為,對于這種蜜蜂,我們可以直接比較生活在社會群體中的個體和那些不生活在社會群體中的個體,”生態(tài)學(xué)和進(jìn)化生物學(xué)助理教授Sarah Kocher說道。普林斯頓大學(xué)的Lewis-Sigler綜合基因組學(xué)研究所負(fù)責(zé)該研究。“我們可以問:'社會和非社會動物之間的根本區(qū)別是什么?'”
研究人員發(fā)現(xiàn),其中一個差異涉及基因syntaxin 1a,它控制著大腦中化學(xué)信使的釋放。總之,該研究發(fā)現(xiàn)了近200種與社會行為有關(guān)的基因變異,其中21種聚集在或附近涉及人類自閉癥的6種基因。該研究發(fā)表在Nature Communications雜志上。
Kocher說,汗蜂是研究社會行為基礎(chǔ)的理想選擇,因?yàn)橛行┤俗匀皇巧鐣缘?,而其他人則是孤獨(dú)的,盡管這兩種類型都屬于Halictidae家族。這兩種類型都棲息在地下,但社會蜜蜂生活在一個由女王和工人組成的分層社會,就像他們的蜜蜂親戚一樣,而非社會性的蜜蜂獨(dú)自生活。
在Kocher開始研究汗水蜜蜂之前,并沒有多少科學(xué)家研究過他們行為背后的機(jī)制。研究蜜蜂的為數(shù)不多的科學(xué)家之一是Cecile Plateaux-Quenu,他是一位昆蟲學(xué)家,他在20世紀(jì)60年代記錄了法國各地的汗蜂種群及其社會習(xí)慣。
2010年,Kocher找到了這位退休科學(xué)家,并最終前往法國與她見面。Plateaux-Quenu幫助年輕的科學(xué)家學(xué)會識別蜜蜂,找到它們的巢穴,并在昆蟲在蒲公英,紫苑和雛菊中旅行時凈化它們。
Kocher當(dāng)時是哈佛大學(xué)的博士后研究員,將蜜蜂帶回實(shí)驗(yàn)室分析他們的基因。她對幾百種白樺(Lasioglossum albipes)蜜蜂的基因組進(jìn)行了測序,這些蜜蜂是從Plateaux-Quenu幾十年前將其歸類為社交或孤蜂的家園所知的。接下來,研究人員通過遺傳數(shù)據(jù)來檢測基因活動模式與社會行為之間的相關(guān)性。
研究結(jié)果表明,幾種基因的變異在引起或促成這些蜜蜂的社會行為方面起著重要作用。檢測到的許多變異是在遺傳密碼的部分中發(fā)現(xiàn)的,這些變異不是基因本身,而是通過增強(qiáng)其活性來調(diào)節(jié)其他基因。
社會行為是復(fù)雜的,由多個基因而不是單個基因決定。基因?qū)τ诖竽X發(fā)育很重要 - 它們在發(fā)育和童年期間協(xié)調(diào)神經(jīng)元之間的聯(lián)系和修剪這些聯(lián)系。
去年對蜜蜂進(jìn)行的另一項(xiàng)研究也發(fā)現(xiàn)蜜蜂基因與自閉癥基因之間存在聯(lián)系。Kocher說,這項(xiàng)研究與這項(xiàng)新研究之間的區(qū)別之一是,蜜蜂本質(zhì)上是社會性的,而蜜蜂可以是社會性的,也可以是非社會性的。
“令人驚訝的是,我們獨(dú)立地得出了相同的結(jié)果,”Kocher說。“這表明存在一組核心基因,這些基因在塑造不同物種的社會行為方面發(fā)揮著重要作用,”她說。
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