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亲缘关系的分子生物学揭示

小羊羔与其家人分开。不知何故,在看起来几乎相同的大群绵羊中,迷失的幼犬找到了自己的亲戚。鲑鱼游到广阔的海洋,并以令人迷惑的准确性迁移回其精确的产卵场。

科学家们很早就知道这种动物的亲缘关系,有些被称为“烙印”,但是它们背后的机制却被隐藏在细胞和分子水平的黑匣子中。现在,加州大学圣地亚哥分校的生物学家已经揭开了这些谜团的关键要素,对理解社会吸引力和对一系列动物和人类的厌恶具有启示意义。

加州大学圣地亚哥分校医学院精神病学系的Davide Dulcis,生物科学部的Giordano Lippi,Darwin Berg和Nick Spitzer及其同事在2017年8月31日在线期刊《神经元》上发表了他们的研究结果。

在长达八年的一系列神经生物学研究中,研究人员检查了幼蛙(ta),该蛙与家人聚在一起游泳。研究人员将重点放在家族嗅觉或亲缘气味上,研究人员确定了两到四天大的chose选择与家人一起游泳而不是与家人一起游泳的机制。他们的测试还显示,暴露于家庭聚类之外的人的早期形成性气味的inclined也倾向于与产生气味的人群一起游泳,从而使他们的社会偏好超出了他们的真实亲戚。

研究人员发现,这种变化源于“神经递质转换”过程,这一过程由Spitzer率先进行了脑研究,并由Dulcis在精神刺激药和患病的大脑中进行了进一步研究。在正常的家庭亲属关系中发现多巴胺神经递质水平很高,但在人工气味亲属关系或“非亲属”吸引力的情况下,转换为GABA神经递质。

副教授杜尔西斯说:“在相反的条件下,神经递质有明显的转换迹象,所以现在我们可以看到这些神经递质确实在控制特定的行为。”“您可以想象这对于社会偏好和行为有多么重要。我们在人际关系上有先天的反应,坠入爱河并决定我们是否喜欢某人。我们使用了各种各样的线索,这些气味可能成为社会偏好方程式的一部分。”

科学家将研究带入了更深的层次,试图寻找这种机制如何在遗传层面上展开。

测序有助于分离两个关键的microRNA,即参与协调基因表达的分子。他们筛选了数百种可能性,将microRNA-375和microRNA-200b确定为介导吸引子和厌恶神经递质切换的关键调节因子,从而影响了最终控制the游泳行为的Pax6和Bcl11b基因的表达。

“ MicroRNA是该职位的理想人选,”该部门神经生物学科Berg实验室的项目科学家Lippi说。“它们是转录后阻遏物,可以靶向数百种不同的mRNA,以巩固特定的遗传程序并触发发育转换。”

该研究始于2009年,多年来规模和范围不断加深。该项目的广度给该论文的审稿人留下了深刻的印象,其中包括称赞作者“这项既有趣又全面的英勇研究

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