Редактирование генов может изменить социальное поведение животных неожиданным образом

Метод редактирования генов CRISPR-Cas9 может быть использован для изменения генетического кода с большой точностью, и его применение включает лечение болезней и исправление генетических дефектов. Теперь она была использована для изменения поведения животных - и результаты оказались не такими, как ожидали ученые.

CRISPR был использован на группе хомяков для уничтожения рецептора Avpr1a, на который воздействует гормон вазопрессин. Вазопрессин связан с социальными действиями, такими как связь, сотрудничество, общение, доминирование и агрессия.

Команда, проводившая исследование, ожидала, что без рецептора Avpr1a социальная коммуникация и агрессивное поведение будут снижены.

Вместо этого произошло обратное: хомячки без рецептора показали гораздо более высокий уровень социальной коммуникации и агрессии. Исчезли и типичные половые различия в агрессивности: хомячки обоих полов демонстрировали высокий уровень агрессии по отношению к другим однополым особям.

"Это позволяет сделать поразительный вывод", - говорит нейробиолог Х. Эллиотт Альберс из Университета штата Джорджия.

"Хотя мы знаем, что вазопрессин усиливает социальное поведение, действуя в ряде областей мозга, возможно, что более глобальные эффекты рецептора Avpr1a являются тормозящими".

Хомяков иногда используют в экспериментах в качестве замены человека, поскольку их социальная организация в некоторой степени схожа с нашей. В данном случае использовались сирийские хомячки (Mesocricetus auratus) - вид, на котором впервые было показано влияние вазопрессина на социальность. Их реакция на стресс также похожа на человеческую - при стрессе у них вырабатывается гормон кортизол, как и у нас. 

Это означает, что удивительные результаты, полученные в данном исследовании, потенциально могут быть применимы и к людям. Это может дать ученым лучшее представление о том, как гены взаимодействуют с нейронными цепями в нашем мозге, чтобы контролировать наше отношение к другим людям.

"Мы понимаем эту систему не так хорошо, как нам казалось", - говорит Альберс. "Контринтуитивные выводы говорят нам о том, что мы должны начать думать о действии этих рецепторов во всех цепях мозга, а не только в конкретных областях мозга".

Фланговое мечение - поведение, используемое многими грызунами для маркировки запаха - было одним из видов поведения, измененных у хомяков, получивших лечение CRISPR, когда они оставляли свой запах в окружающей среде, чтобы утвердить доминирующее положение и выбрать себе пару.

В то время как мечение флангов не является чем-то, что делают люди, вариации в других типах социального поведения являются ключевыми индикаторами, когда речь идет о нейронных заболеваниях - вспомните, например, страх социального взаимодействия у некоторых людей с тревожностью. Ученые надеются, что их работа может пролить свет на эти состояния и их лечение.

Исследование также дает нам еще один пример того, насколько хорошо развита технология CRISPR-редактирования, и насколько значительными могут быть изменения. Команда ожидает, что в будущем будут проведены исследования на хомяках, изучающих тот же рецептор.

"Важно понять нейроциркуляцию, участвующую в социальном поведении человека, и наша модель имеет трансляционное значение для здоровья человека", - говорит Альберс.

"Понимание роли вазопрессина в поведении необходимо для того, чтобы помочь определить потенциальные новые и более эффективные стратегии лечения разнообразной группы нервно-психических расстройств - от аутизма до депрессии".

Исследование было опубликовано в журнале PNAS.