به گزارش صدای شهر در یک دستاورد علمی بی‌سابقه پژوهشگران موفق شدند یک رفتار جفت‌گیری را از یک گونه به گونه دیگر منتقل کنند؛ به‌طوری که گونه گیرنده این رفتار کاملاً بیگانه را مانند رفتار طبیعی خود اجرا کرد. اگرچه پیش‌تر انتقال ژن‌ها بین گونه‌ها برای تغییر صفات مشاهده شده بود اما تا کنون هیچ رفتار ناشناخته‌ای به‌صورت ژنتیکی به یک گونه دیگر منتقل نشده بود.
دستاورد پژوهشگران دانشگاه ناگویا
به گزارش new atlas دانشمندان دانشگاه ناگویا در ژاپن با دستکاری یک ژن واحد و ایجاد اتصالات عصبی جدید موفق شدند این انتقال رفتاری را بین دو گونه مگس میوه Drosophila subobscura و D. melanogaster انجام دهند. این دو گونه با وجود تعلق به یک خانواده زیستی مدار‌های عصبی متفاوتی دارند که رفتار‌های جفت‌گیری کاملاً متمایزی را هدایت می‌کند.
در مطالعه‌ای پیشین در سال ۲۰۱۷ گروه تحقیقاتی به رهبری ریویا تاناکا مدار‌های عصبی جفت‌گیری این دو گونه را ترسیم و مقایسه کرده بود: D. melanogaster با بال‌زدن و آوازخوانی عشق‌ورزی می‌کند در حالی که D. subobscura غذای نیم‌جویده را به‌عنوان هدیه عاشقانه به ماده می‌دهد. پژوهشگران با استفاده از اپتوژنتیک (تحریک نور-ژنتیکی) در D. subobscura نشان دادند که ژنی به نام Fruitless (Fru) که در هر دو گونه وجود دارد نقش کلیدی در رفتار‌های جفت‌گیری دارد، اما در هر یک رفتار متفاوتی را کنترل می‌کند.
بازنویسی رفتار در مسیر تکاملی
این بار محققان با مهندسی ژنتیک، نر‌های D. melanogaster که حدود ۳۵ میلیون سال پیش از گونه دیگر جدا شده‌اند را از آوازخوان به هدیه‌دهنده تبدیل کردند. این تغییر رفتاری را احیا کرد که احتمالاً میلیون‌ها سال پیش در این گونه از بین رفته بود. آنها با فعال‌سازی ژن fru در نورون‌های تولیدکننده انسولین در مغز مگس آوازخوان مدار‌های عصبی جدیدی ایجاد کردند که رفتار هدیه‌دهی را فعال می‌کند.
نقش نورون‌های انسولینی
برای شناسایی نورون‌های کلیدی دانشمندان DNA را به جنین‌های D. subobscura وارد کردند تا برخی سلول‌های مغزی پروتئین‌های حساس به گرما بسازند. با گرم‌کردن کوتاه‌مدت این نورون‌ها فعال شدند و خوشه‌ای از ۱۶ تا ۱۸ نورون تولیدکننده انسولین در بخش pars intercerebralis مغز شناسایی شد که پروتئین نرینه FruM را می‌سازند. در گونه هدیه‌دهنده این نورون‌ها به مدار جفت‌گیری متصل هستند، اما در گونه آوازخوان چنین ارتباطی وجود ندارد. با فعال‌سازی ژن fru در نورون‌های گونه آوازخوان این اتصال ایجاد و رفتار هدیه‌دهی بدون نیاز به آموزش یا تعامل اجتماعی ظاهر شد.
پیامد‌های تکاملی و زیست‌پزشکی
این نخستین نمونه از انتقال یک رفتار بیگانه به گونه‌ای دیگر با دستکاری تنها یک ژن است و نشان می‌دهد برخی رفتار‌های تکاملی خاموش می‌توانند در معماری عصبی گونه‌ها پنهان باشند و با یک کلید ژنتیکی فعال شوند. به گفته یوسوکه هارا از مؤسسه ملی فناوری اطلاعات و ارتباطات ژاپن (NICT)، این یافته‌ها ثابت می‌کند که تکامل رفتار‌های نو الزماً به پیدایش نورون‌های تازه نیاز ندارد و تغییرات کوچک در تعداد محدودی نورون موجود می‌تواند به تنوع رفتاری و تمایز گونه‌ای منجر شود.
مدل‌سازی برای انسان
هرچند این آزمایش‌ها روی مگس‌های میوه انجام شده، اما این حشرات حدود ۶۰ درصد ژن‌های مشترک با انسان دارند و سه چهارم بیماری‌های ژنتیکی انسانی معادل‌هایی در مگس میوه دارند. پژوهش روی این گونه‌ها تاکنون شش جایزه نوبل به ارمغان آورده است. این مطالعه نشان می‌دهد که با تغییرات ژنتیکی ظریف می‌توان مدار‌های عصبی و در نتیجه رفتار‌ها را در سطح گونه بازطراحی کرد.
دیسوکه یاماموتو نویسنده ارشد از NICT گفت: ما نشان دادیم که می‌توان رفتار‌های پیچیده‌ای مانند هدیه‌دادن در جفت‌گیری را تا ریشه‌های ژنتیکی آنها ردیابی کرد تا بفهمیم تکامل چگونه استراتژی‌های تازه‌ای برای بقا و تولیدمثل خلق می‌کند.
این پژوهش در مجله Science منتشر شده است.
انتهای پیام/
Source link
