Исследование отслеживает реакцию генов мозга на территориальную агрессию

Исследователи из Университета Иллинойса выявили широкие паттерны активности генов, соответствующие агрессивному поведению у колюшки трехиглой (Gasterosteus aculeatus). Работа опубликована в Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences.

Методология

Ученые сравнили экспрессию генов в четырех областях мозга у самцов колюшки, защищающих гнездо, сразу после столкновения с вторгшимся соперником и без такого столкновения. Это позволило выявить, как опыт отражения угрозы меняет активность генов в мозге.

Ключевые результаты

• Сотни генов были upregulated (повышена активность) или downregulated (понижена активность) в разных областях мозга после встречи с нарушителем.
• В ответ на агрессию были затронуты многие молекулярные и клеточные процессы, включая гены, связанные с иммунитетом, метаболизмом и регуляцией гомеостаза. Многие из этих генов ранее не связывали с агрессией.
• Некоторые из downregulated генов ассоциированы с метаболизмом и половым поведением, что указывает на молекулярные механизмы компромисса (tradeoff) между агрессией и другими функциями.
• Наибольшие изменения экспрессии наблюдались в диэнцефалоне (отвечает за передачу сенсорной информации, эмоций, регуляцию сознания, сна) и мозжечке (участвует в моторной координации).
• Значительное число генов регулировалось в противоположных направлениях в этих двух областях мозга (активность повышалась в одной и понижалась в другой).
• Ген, кодирующий белковый гормон CGA, был наиболее upregulated в диэнцефалоне и наиболее downregulated в мозжечке. CGA играет роль в репродуктивных изменениях и ассоциирован со старением.
• Обнаружены различия в регуляции транскрипционных факторов (белков, управляющих экспрессией сетей генов) в разных областях мозга в ответ на угрозу.

Значение исследования

Работа дает представление о регуляторных механизмах, управляющих реакцией мозга на социальные угрозы, и закладывает основу для понимания нейрогеномных состояний, лежащих в основе сложного принятия решений в социальных конфликтах. Исследование демонстрирует, как вычислительные подходы в сочетании с методами геномики помогают решать сложные проблемы молекулярной биологии поведения.