Генетическое редактирование CRISPR-Cas9 меняет социальное поведение животных

Учёные из Университета штата Джорджия создали генетически модифицированных хомяков для исследований в социальной нейробиологии. Они обнаружили, что биология социального поведения может быть сложнее, чем считалось ранее.

Исследователи под руководством профессора нейробиологии Х. Эллиотта Альберса и профессора Ким Хуман использовали технологию CRISPR-Cas9, чтобы устранить действие нейрохимического сигнального пути, критически важного для регуляции социального поведения у млекопитающих. Вазопрессин и его рецептор Avpr1a регулируют широкий спектр социальных явлений — от формирования парных связей и кооперации до доминирования и агрессии.

Новое исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), показывает, что «нокаут» рецептора Avpr1a у хомяков, который эффективно блокирует действие вазопрессина, драматически и неожиданно изменил проявление социального поведения.

«Мы были действительно удивлены результатами, — сказал Альберс. — Мы ожидали, что, устранив активность вазопрессина, мы снизим и агрессию, и социальную коммуникацию. Но произошло обратное».

Вместо этого хомяки без рецептора продемонстрировали значительно более высокий уровень социально-коммуникативного поведения по сравнению с сородичами с интактными рецепторами. Более того, типичные половые различия в агрессивности были устранены: и самцы, и самки проявляли высокий уровень агрессии по отношению к особям своего пола.

«Это говорит об ошеломляющем выводе, — отметил Альберс. — Хотя мы знаем, что вазопрессин усиливает социальное поведение, действуя в ряде областей мозга, возможно, что более глобальные эффекты рецептора Avpr1a являются ингибирующими. Мы понимаем эту систему хуже, чем думали. Контр-интуитивные результаты говорят о том, что нам нужно начать думать о действии этих рецепторов в рамках целых нейронных контуров мозга, а не только в специфических его областях».

В исследовании использовались сирийские хомяки, которые становятся всё более важной моделью для изучения социального поведения, агрессии и коммуникации. Именно на этом виде впервые было показано влияние вазопрессина на социальность. Хомяки — мощная модель, потому что их социальная организация гораздо больше похожа на человеческую, чем у мышей, хотя мыши и являются самым распространённым лабораторным животным.

Хомяки уникальны и в других аспектах, объяснила Ким Хуман:

• Их реакция на стресс больше похожа на человеческую: они выделяют гормон стресса кортизол, как и люди.
• Они подвержены многим видам рака, которые бывают у людей.
• Их восприимчивость к вирусу SARS-CoV-2 делает их предпочтительным видом грызунов для соответствующих исследований, поскольку они уязвимы так же, как и мы.

Создание генетически отредактированных хомяков с помощью CRISPR стало значительным шагом вперёд. Понимание роли вазопрессина в поведении необходимо для поиска потенциально новых и более эффективных стратегий лечения широкого спектра нейропсихиатрических расстройств — от аутизма до депрессии.