Новости и мнения

Секс, деконструированный

Гормоны в мозге управляют поведением, специфичным для пола, активируя отдельные генетические программы.

Половые гормоны – эстроген, тестостерон и прогестерон – контролируют поведение мышей, специфичное для пола, включая спаривание, агрессию и поведение матери. Однако то, что происходит в мозгу ниже по течению от этих основных регуляторов, не совсем понятно. Новое исследование показывает, что гормоны включают и выключают отдельные гены, и каждый ген влияет на определенное поведение модульным способом – один ген влияет, например, заботится ли мышь о своих щенках, а другой влияет на то, насколько она восприимчива к сексуальным изменениям.

Результаты, опубликованные сегодня (2 февраля) в Cell , демонстрируют, что сложное социальное поведение может быть генетически деконструировано. Кроме того, понимание половых различий в мозге может помочь понять, почему некоторые неврологические расстройства, в том числе аутизм и СДВГ, имеют разные показатели распространенности у мужчин и женщин.

«Это очень интересная статья», – сказал Гирт де Врис , директор Центра нейроэндокринных исследований в Массачусетском университете в Амхерсте, который не принимал участия в исследовании. В некотором смысле, газета «пинается в открытую дверь», сказал он, поскольку многие исследователи пришли к выводу, что отдельные гены влияют на определенные аспекты поведения, но они проанализировали только отдельные гены или ограниченный набор поведений. «Здесь это делается в одном исследовании», – добавил он. «Новым является комплексный подход».

Нирао Шах и его коллеги из Калифорнийского университета в Сан-Франциско пытались выявить связанные с полом различия в экспрессии генов в гипоталамусе мышей мужского и женского пола, область мозга, ранее вовлеченная в контроль поведения, специфичного для пола. «В прошлом мы и другие показали, что половые гормоны… могут контролировать целые поведенческие программы», – говорит Шах. «Но тогда возникает вопрос, как, например, тестостерон контролирует все эти различные виды поведения? Какой механизм?

Сравнивая микрочипы, команда Шаха составила список из 64 генов, которые, по-видимому, по-разному экспрессируются в мозге мужчин и женщин. Затем команда поближе познакомилась, выполняя гибридизацию in situ, чтобы физически визуализировать экспрессию генов в нейронах мужчин и женщин. Они появились с узким списком из 16 генов с истинной дифференциальной экспрессией между полами. Многие из генов, идентифицированных командой, ранее были вовлечены в расстройства человека с асимметричными соотношениями полов.

Сосредоточившись на подмножестве этого списка, команда исследовала четырех нокаутных мышей, у каждой из которых была мутация в одном из 16 генов. Они обнаружили, что потеря отдельного гена приводит к модульному изменению, при котором изменяется только одно поведение, связанное с полом, а не влияет на всю поведенческую программу, как это делают тестостерон и эстроген. Удаление Cckar , гена, участвующего в питании и метаболизме у мышей, привело к появлению самок, которые были в два раза менее восприимчивы к спариванию с самцами, однако их материнские инстинкты по уходу за щенками и отражению захватчиков не пострадали. Точно так же мужчины с мутированным геном Styl4 , который кодирует клеточный сигнальный белок, меньше интересовались женщинами, но все же атаковали других мужчин обычным способом.

«Половые гормоны контролируют паттерны экспрессии генов, которые являются очень специфическими, чрезвычайно сложными и сексуально диморфными, и эти гены, в свою очередь, контролируют поведение, специфичное для пола», – сказал Шах. Но «мы, конечно, не говорим один ген, одно поведение», предупредил он. «Эти гены могут в равной степени влиять на другие виды поведения, которые мы не тестировали», такие как обучение или извлечение памяти, сказал он.

Результаты показывают, что сложное социальное поведение может быть исследовано и деконструировано на уровне отдельных генов. «Тогда сразу возникает вопрос, сколько других сложных, инстинктивных социальных форм поведения строится аналогичным образом с сетью генов?» – сказал Шах.

«Это действительно интеллектуально щекотно», – сказал де Врис. «Это стимулирует нас думать об организации поведения».

Шах добавил, будет ли поведение человека генетически сконструировано так же, как поведение мыши, еще предстоит выяснить. Но изучение половых различий в мозге может помочь исследователям понять, почему мозг оказывается уязвимым к некоторым психическим заболеваниям в зависимости от пола. Аутизм, например, в четыре раза чаще встречается у мужчин, чем у женщин. СДВГ также чаще встречается среди мужчин.

X. Xu et al., «Модульный генетический контроль сексуально-диморфного поведения», Cell , 148: 596-607, 2012.

Обсуждение

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *