Агрессия — это сложное поведение, зависящее от множества факторов, таких как личный опыт, воспитание, социальный контекст, личность и генетика. Флориан Райхманн и его команда из отделения фармакологии Медицинского университета Граца изучают, как на агрессию влияет генетика. С помощью генетически модифицированных рыб они хотят понять происхождение поведения и, возможно, сделать выводы о поведении человека.
Модель для исследования
Рабочей моделью группы Райхманна является полосатый данио (zebrafish). Эти небольшие популярные аквариумные рыбки из семейства карповых, длиной не более 5 сантиметров, всё чаще используются в качестве модельного организма в исследованиях.
Около 70% ДНК данио имеют ортологи (то есть гены с похожими функциями) по сравнению с геномом человека; в случае генов, связанных с заболеваниями, это число приближается к 82%.
Другие необычные особенности данио — быстрое развитие (их сердце начинает биться уже через 24 часа после оплодотворения), высокая плодовитость (каждая пара производит несколько сотен потомков) и почти полная прозрачность на личиночной стадии, что открывает широкие возможности для микроскопии in vivo.
Исследование гена Irrtm4l1
Райхманн и его команда изучили ген Irrtm4l1 у данио. Он является ортологом гена LRRTM4 у человека. Последний «кодирует белок, который играет решающую роль в развитии синапсов (соединений между нейронами) и их адекватном функционировании», — объясняет Райхманн.
Полиморфизмы, то есть изменения или ошибки в этом гене, были связаны с проблемами агрессии у детей, расстройствами аутистического спектра и синдромом Туретта.
Чтобы более подробно изучить эту связь, исследователи вывели данио, у которых ген Irrtm4l1 был «выключен». Затем они тщательно проанализировали поведение рыб и молекулярные изменения в их мозге. Их исследование опубликовано в журнале Acta Physiologica.
Результаты исследования
Исследование показало, что трансгенные рыбы были в целом менее агрессивны. Это говорит о том, что этот ген играет важную роль в развитии агрессии. Причина снижения агрессивности может быть связана с повышенной робостью, но, вероятно, она связана с изменением восприятия «врагов» и/или снижением желания атаковать.
В мозге было обнаружено большое количество изменений с помощью омиксных технологий и целевых измерений нейромедиаторов. Особый интерес представляют более высокий оборот дофамина — нейромедиатора, который ранее был связан с агрессией, — и снижение концентрации метилваниллата. Метилваниллат — это производное ванилина, которое обладает нейропротекторным и антиоксидантным действием.
Перспективы
С точки зрения трансляционной медицины, исследования на данио показали, что LRRTM4 действительно может играть важную роль в поведении человека. «Например, может быть найден метод лечения чрезмерной агрессии или тревожных расстройств в рамках нейропсихиатрических заболеваний», — объясняет Райхманн. Однако необходимы дальнейшие исследования по разработке подходящих активных веществ и подтверждение эффектов на других модельных организмах.
Предоставлено
Медицинским университетом Граца