Ген, экспрессируемый по-разному у самцов и самок, влияет на половую восприимчивость самок рыб

Учёные из RIKEN и Токийского университета обнаружили, что пептид, экспрессируемый в мозге рыб, помогает определять различное брачное поведение двух полов. Понимание неврологических основ различий в ухаживании может раскрыть, как обратить вспять брачное поведение самцов и самок у животных.

Долгое время половое поведение позвоночных, особенно млекопитающих и птиц, считалось в основном необратимым. Половые стероиды, вырабатываемые в раннем возрасте, обычно определяют их половое поведение.

Но есть исключения. Рыбы отряда Teleostei, например, могут претерпевать физическую и поведенческую смену пола в дикой природе. Исследователи даже обращали вспять брачное поведение таких рыб, манипулируя их гормонами. Однако генетические области, на которые влияют гормоны и которые управляют обратимостью пола у позвоночных, оставались неуловимыми.

Теперь Товако Хираки-Кайяма из RIKEN Center for Brain Science и её коллеги исследовали мозг рыб медака (телеостов) на предмет экспрессии генов, зависящей от пола рыбы.

«Большой мотивацией нашей работы было выявить половые различия в мозге, которые приводят к половым различиям в поведении», — объясняет Хираки-Кайяма.

Команда изучила различия в экспрессии генов у медаки и обнаружила, что ген, кодирующий нейропептид B (NPB), экспрессируется исключительно в ядрах женского мозга. Важно, что область мозга, где команда Хираки-Кайямы обнаружила эту специфичную для самок экспрессию NPB, наиболее связана с половым поведением. В совокупности эти данные позволили предположить, что экспрессия NPB может быть неврологическим различием между брачным поведением самцов и самок медаки.

Чтобы подтвердить это, команда «нокаутировала» гены npb и их белковые рецепторы и обнаружила, что половое поведение самок изменилось при отсутствии NPB — явный признак того, что он участвует в генетическом определении полового поведения.

То, как нокаут повлиял на половое поведение, удивило исследователей. «Большинство самок мечут икру в течение минуты после демонстрации ухаживания самцов, но многие самки с нокаутом метали икру без получения демонстрации ухаживания от самцов, — говорит Хираки-Кайяма. — Я никогда не ожидала бы такого изменения, поэтому была удивлена и очень заинтересована». Это может означать, что система NPB позволяет самкам выбирать подходящего партнёра, спариваясь только с самцами, демонстрирующими ухаживание.

Поскольку NPB хорошо консервативен среди позвоночных, включая человека, он может влиять на половое поведение и у других видов. «NPB также экспрессируется у млекопитающих в областях мозга, которые считаются гомологичными ядрам со специфичной для самок экспрессией NPB, поэтому NPB может быть вовлечён в половую восприимчивость самок у млекопитающих», — отмечает Хираки-Кайяма.