Защищая свое гнездо от захватчиков, самец колюшки ведет ожесточенную борьбу, преследуя и кусая других мужчин, пока не покинут занятую территорию. Исследователи из Университета Иллинойса решили выявить основы агрессивного поведения колюшки, отследив изменения в активности генов головного мозга рыб после того, как те сталкиваются с другим самцом у своего гнезда. И новое исследование предлагает глубже заглянуть в регуляторные механизмы, которые управляют мозгом человека в ответ на предполагаемые угрозы.

Вооружившись инструментами, которые позволяют видеть, какие гены включаются или выключаются в ответ на социальные контакты, ученые выявили общие закономерности активности генов, которые соответствуют агрессии.

"Молекулярные механизмы, лежащие в основе сложного поведения, такие как агрессия, интересны для изучения, поскольку сотни генов вовлечены в процесс, и для того, чтобы изучать их, мы должны углубиться в, пожалуй, самые сложные ткани: мозг", - сказал профессор биологии животных Элисон Белл, который возглавлял исследование.

Ученые смотрели на экспрессию структур генов, которые были активированы или деактивированы – в четырех областях мозга колюшек вскоре после того, как рыбка обнаруживала незваного гостя. Они сравнили те же процессы, когда самец еще не столкнулся с нарушителем, чтобы определить, как изменяются процессы в мозгу.

«Территориальная агрессия и другие виды поведения колюшки были хорошо изучены проницательными наблюдателями за поведением животных в течение почти столетия, но сложное поведение диких животных требует использования мощных инструментов, чтобы понять их, - сказал Белл. – До недавнего времени у нас не было сложных вычислительных методов, чтобы копаться в причинах агрессии организмов в природных популяциях".

Анализ показал, что сотни генов усиливает свою активность (активируется на более высоком уровне, чем обычно), либо подавляется их деятельность в различных областях мозга самцов колюшки после того, как они столкнулись с нарушителем. Анализ типов генов, которые ответили, когда самец колюшки оказывался перед злоумышленником, показали, что многие молекулярные и клеточные процессы были затронуты. Гены иммунитета, обмена веществ и регулирования нормального состояния тела были задействованы или же наоборот их активность снижалась. Многие из этих генов никогда ранее не были вовлечены в исследованиях агрессии или территориальной обороны.

Некоторые из генов, которые были связаны с метаболизмом и сексуальным поведением, подавляются. Наибольшие изменения в экспрессии генов были замечены в промежуточном мозге (область в глубине мозга, которая участвует в передаче сенсорной информации, эмоций и двигательных сигналов в другие регионы мозга и помогает регулировать сознание, сон, периоды бодрствования и циркадный ритм) и мозжечке (который получает сенсорные сигналы и играет важную роль в координации движений). Значительное число этих генов регулируется в противоположных направлениях, в этих двух регионах мозга, сообщают исследователи.

Один ген, который кодирует белок, гормон, известный как CGA, был одним из тех, которые усиливают свою активность в промежуточном мозге и наиболее подавляются в мозжечке. CGA, как известно, играют важную роль в репродуктивными изменениями и связан со старением у мужчин и женщин.

"То, что активность гена была выражена в противоположных направлениях в различных регионах мозг, а предполагает, что существуют сложные модели регуляции генов", - сказал Белл.

Исследователи также обнаружили свидетельства того, что некоторые белки, так называемые факторы транскрипции, которые регулируют экспрессию сетей генов, регулируются по-разному в различных регионах мозга в ответ на территориальные угрозы.

"Это говорит о том, что сложные транскрипции регуляторных сетей участвуют в поведенческой реакции территориальных животных при вторжении, - утверждает Белл. – И все это в конечном итоге закладывает ступеньки нейрогеномики, лежащей в основе сложного процесса принятия решений в ответ на социальные проблемы".

Источник: http://illinois.edu