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不爱交际的蜜蜂携带一组人类自闭症基因

2017-08-07 11:26:09   来源:生物通   责任编辑:吴楚   字号:T | T

不爱交际的蜜蜂携带一组人类自闭症基因

伊利诺伊大学博后研究员Hagai Shpigler是一篇最新在线《PNAS》文章的第一作者。他设计了两个试验用摄像机记录一组蜜蜂彼此互动的社会化情景。第一个试验,他把1只陌生蜜蜂放入实验蜜蜂团体,本地蜜蜂对它做出“防范”和“围攻”反应;第二个试验,Shpigler把一只未能年蜂王幼虫放入蜜蜂团,蜂王幼虫激发了工蜂母性,使之喂养它。Shpigler测试了来自7个不同蜂巢的245组蜜蜂团,每组包含10只蜜蜂,反复多次试验后,将每只蜜蜂对两个试验的反应程度按高低排列。

大多数蜜蜂至少对一种情况有反应,但约14%的蜜蜂对两种情况都没反应。于是,研究小组分离了一些蜜蜂的蕈形体(mushroom body),这是大脑负责处理复杂社会行为区的组成部分,从中筛选了活化基因。他们发现,一个比较有特色的基因子集在“没反应”蜜蜂脑中被激活了。

研究人员将这组基因与自闭谱系障碍、精神分裂和抑郁症等相关基因比对后发现,虽然蜜蜂和人类进化上有很大不同,但是蜜蜂和人类拥有许多共同基因。

据课题组报道,“没反应”蜜蜂的活化基因与自闭症相关基因匹配结果最好。一些基因负责细胞(特别是神经细胞)内外离子流动调节,另一些编码热休克蛋白(应激过程典型产物)。

德州大学奥斯汀分校进化神经科学家Hans Hofmann认为,这项研究结果说明“进化论”在不同动物身上挖掘出了相同的分子通路,而这些特征甚至可以影响复杂的社会行为。“蜜蜂的社会行为神经回路肯定与人类的非常不同,但在分子水平上却显现了相似的基因使用方式,这很惊人,”Hofmann说,他不是这项研究的参与者。

另一名虽未参加本研究,但从事自闭症谱系障碍基因列表编写工作的遗传学家Alan Packer说:“目前,人们还不知道这些基因对社会行为的确切影响,这项研究的意义在于,操纵蜜蜂基因很可能有助于探索与之匹配的人类基因对疾病的作用。”

肯塔基大学的昆虫学家Claire Rittschof评价他们的这项研究,“没反应”蜜蜂可能对其他社会情景“有反应”,你很难把昆虫的社会反应与一般行为变化区分开来。但她对相似基因能在不同物种中形成社会行为这一想法感到好奇。

这项研究的领导者伊利诺伊大学行为遗传学家Gene Robinson说:“没人能精确地把蜜蜂和人类行为连线,但是,如果你想了解人类这些基因的相互作用,蜜蜂可能是一个有用的模型,研究这些基因如何制造行为的模型越多越好,”她迫切想知道这组基因是否还与其他动物社会反应有关。

目前科学家还不清楚为什么蜂巢里其他蜜蜂对这些不合群的、偷懒休息的蜜蜂这么耐受。Rittschof猜测,尽管群体中某些个体行为反常,但人类社会和蜜蜂社会都愿意容纳不同性格、长处和短处的个体。

据新闻报道,其他动物也会患自闭症等神经障碍,例如缺乏主人陪伴的自闭鹦鹉。蜜蜂的这种行为是天生的,还是受后天环境影响的呢?用遗传操纵手段逐一对这些基因进行研究,也许能找到答案。

原文标题:Deep evolutionary conservation of autism-related genes

[责任编辑:吴楚]

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