Расшифровка генома лисицы указывает на генетическую основу поведения
Почти 60 лет рыжая лисица помогает учёным изучать поведение животных. В ходе долгосрочного эксперимента в российском Институте цитологии и генетики лисиц отбирали по признаку дружелюбия (tameness) или агрессии, воссоздавая в реальном времени процесс одомашнивания волков в современных собак. С публикацией первого в истории полного генома лисицы учёные начинают понимать генетическую основу этих моделей поведения, что также может пролить свет на поведение человека.
«Мы очень, очень долго ждали этот инструмент», — говорит Анна Кукекова, ведущий автор статьи. Она изучает знаменитых российских лисиц с 2002 года.
«В нашей предыдущей работе мы пытались определить участки генома лисицы, ответственные за дружелюбное и агрессивное поведение, но для этих исследований требовался референсный геном, и мы могли использовать только геном собаки. Для нас геном лисицы — гораздо лучший ресурс для генетического анализа поведения».
После секвенирования и сборки генома лисицы команда обратилась к известным популяциям российских лисиц, чтобы найти генетические области, различающие три группы: дружелюбных, агрессивных и обычных (farm-raised) лисиц, которые являются предковой популяцией для двух других, но не отбирались по поведенческим признакам.
Исследователи секвенировали геномы 10 особей из каждой популяции и сравнили их с полным геномом лисицы и между собой. Три популяции различались в 103 геномных регионах, некоторые из которых, как выяснилось, ответственны за дружелюбное и агрессивное поведение.
«Найти геномные регионы с таким разрешением было за пределами любых ожиданий с нашими прежними инструментами. Теперь мы впервые смогли не только указать на часть хромосомы, которая делает лисиц более дружелюбными или агрессивными, но и определить конкретные гены, ответственные за это», — отмечает Кукекова.
Команда сравнила эти 103 региона с геномами других секвенированных млекопитающих и нашла убедительные сходства. Например, они обнаружили соответствия между поведенческими регионами у лисиц и регионами, важными для одомашнивания у собак, а также с регионом, связанным с синдромом Вильямса-Бойрена у людей — генетическим расстройством, характеризующимся крайне общительным, дружелюбным поведением.
«Как ни странно, мы нашли регион Вильямса-Бойрена у агрессивных лисиц, а не у дружелюбных. Мы думали, что будет наоборот», — говорит Кукекова. Это загадочное открытие подчёркивает, сколько ещё исследований необходимо для полного понимания функций этих регионов.
Учёные углубились в анализ. В качестве пробного исследования они сосредоточились на одном гене — SorCS1, который участвует в формировании, функционировании и пластичности синапсов, а также выполняет другие функции. Хотя ранее он не был известен как влияющий на социальное поведение, SorCS1 явно ассоциировался с очень конкретным поведением у лисиц.
Сотрудники российского института взаимодействуют с лисицами по строгому протоколу во время видеозаписываемой оценки поведения: стоят у вольера одну минуту, открывают дверь на следующую минуту, протягивают руку к лисице на третьей минуте, затем закрывают дверь и снова стоят рядом. Самые дружелюбные лисицы продолжают активно добиваться внимания человека в последнюю минуту теста. Именно у этой группы лисиц обнаружен вариант гена SorCS1, которого нет у агрессивной популяции.
«Мы считаем, что этот ген делает лисиц более дружелюбными, но не хотим преувеличивать его роль — дружелюбие не связано с одним геном. Картина определённо сложнее», — заключает Кукекова.