[社牛]體質居然與你的基因有關？NC揭示社交行為調控機制

導讀

MBTI性格表征測試里，火遍全網(wǎng)的I人（內傾型）E人（外傾型）已經(jīng)變成了一張通用的社交名片?！灸闶荌人還是E人】似乎已經(jīng)成為新晉流傳的打招呼方式。不同的性格特質，賦予了I人E人不同的社交屬性。社交網(wǎng)絡是個體之間相互作用的數(shù)學表示，這種相互作用在各種動物物種中普遍存在。此前，有研究發(fā)現(xiàn)【基因可以決定你的朋友圈】，研究認為：相對于陌生人，朋友之間有更多相似的基因，而且這個數(shù)量要遠遠超過陌生人之間相似基因的數(shù)量。中介中心性作為是人類社交網(wǎng)絡的一個關鍵屬性，它可以表明個人在促進網(wǎng)絡內的溝通和凝聚力方面的重要性（圖 1）。目前，盡管動物形成社交群體并在其中互動是非常普遍的，但對基因對群體行為結構的貢獻仍知之甚少。果蠅是經(jīng)典的模式動物之一，人類大約 60% 的致病基因與果蠅基因同源，因此果蠅也可作為研究人類遺傳發(fā)育和基因調控的良好模型。

圖1 社會網(wǎng)絡結構和中介中心性示意圖

2024年4月30日，來自加拿大多倫多大學密西沙加分校生物學系的研究團隊在Nature Communications以長文形式先手發(fā)表了題為：The gene [degrees of kevin becon] (dokb) regulates a social network behaviour in Drosophila melanogaster 的文章。該研究討論了社交網(wǎng)絡行為在果蠅中的調控機制，并著重介紹了一種名為【degrees of kevin becon】(dokb)的基因對社交網(wǎng)絡行為的調節(jié)作用。研究發(fā)現(xiàn)，CG14109基因調節(jié)了社交網(wǎng)絡行為的一個重要指標，具體來說，帶有特定CG1409等位基因的果蠅在社交網(wǎng)絡中表現(xiàn)出更高的中介中心性，這一結果揭示了CG14109基因對群體行為的調節(jié)作用。該研究拓展了對社交網(wǎng)絡行為調控機制的認識，為理解社交行為背后的遺傳基礎提供了新的線索！

主要研究內容：

1.CG14109是調控中介中心性（BC）的關鍵基因

調控中介中心性（BC）的關鍵基因是什么呢？為了確定調控BC的關鍵基因，研究人員首先使用適應的重組定位技術，并確認了該基因座中的兩個基因，結果發(fā)現(xiàn)它們在Canton-S(CS)與Oregon-R(OR)品系果蠅的中樞神經(jīng)系統(tǒng)中存在差異表達。接下來，研究人員有針對性地選擇了能夠調節(jié)BC基因的兩個測試候選基因Nplp2和CG14109，并使用GAL4-UAS系統(tǒng)敲低了Nplp2和CG14109基因的表達。研究結果表明，敲低Nplp2表達并不會影響中介中心性。研究發(fā)現(xiàn)，中介中心性與CG14109供體等位基因相關，而不是遺傳背景。同時，研究也表明，CG14109等位基因能夠挽救CS和OR菌株之間觀察到的基于菌株的強大差異。研究人員強調，CG14109調控了中介中心性，且這是群體行為的重要指標。有趣的是，研究人員還以客廳游戲【凱文.培根六度】將該基因命名為dokb。

2.dokb表達與社交網(wǎng)絡BC相關

那么 dokb 的表達是否會影響社交網(wǎng)絡呢？為此，研究人員使用突變和轉基因系操縱 dokb 表達，隨后測量其網(wǎng)絡的中介中心性。研究發(fā)現(xiàn)，敲除和敲低 dokb 表達會降低中介中心性。同時，研究人員發(fā)現(xiàn)，當 dokb+1 等位基因插入 OR 時，dokb 的表達水平與 CS 果蠅相同，而當 dokb+2 等位基因插入 CS 時，它的表達水平與 OR 果蠅相同。這一事實表明，dokb 表達差異是由基因本身的調控元件引起的。此外，研究人員還發(fā)現(xiàn) dokb 表達在 Nplp2 敲低果蠅中沒有降低，并且行為表型與對照組沒有差異。因此，研究人員認為 dokb RNA 表達與中介中心性相關，且 dokb 可調控果蠅社交網(wǎng)絡中的中介中心性表型。

3.dokb在幼蟲和成蟲肌肉組織以及中樞神經(jīng)系統(tǒng)中表達

dokb在不同年齡段的果蠅中是如何進行表達的呢？為了確定dokb在果蠅中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）中的表達位置，研究人員將dokbn2-GAL4系與熒光報告基因交叉。結果發(fā)現(xiàn)，dokb在幼蟲中樞腦中的表達始于第2齡幼蟲期并持續(xù)到成年期。對于成蟲而言，研究人員在成年雄性中樞系統(tǒng)中檢測到了dokb綠色熒光蛋白報告基因（GFP），并主要分布在蘑菇體的伽馬葉、食管下神經(jīng)節(jié)、腹側神經(jīng)索之中。此外，蘑菇室體的伽馬葉已被證明在果蠅的社交吸引力和形成短期記憶中發(fā)揮作用。在腹側神經(jīng)索中，GFP 在前胸神經(jīng)、中胸神經(jīng)和后胸神經(jīng)的腹側和中間區(qū)域表達，這些區(qū)域分別由與腿部相關的神經(jīng)元支配以及用于連接腿部和翅膀控制的區(qū)域。同時，GFP 在副中胸神經(jīng)細胞中也很明顯，它主要與來自翅膀和脊突的感覺傳入有關?；诖?，研究人員證明了 dokb 表達始于幼蟲階段，并發(fā)生在幼蟲和成蟲中樞腦和腹側神經(jīng)索內的組織特異性區(qū)域。此外，在成蟲中，dokb 的表達模式也與嗅覺學習、運動和運動控制相關的組織等相吻合。

小結

總體而言，該研究發(fā)現(xiàn)了CG14109基因在調節(jié)社交網(wǎng)絡行為中的重要作用，從而為研究社交行為提供了新的【遺跡入口】。此外，該研究還揭示了果蠅社交網(wǎng)絡行為的調控機制，并特別關注了一個名為dokb的基因對社交網(wǎng)絡行為的影響，同時強調了dokb對社交網(wǎng)絡行為的調控作用。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，dokb基因的表達水平與社交網(wǎng)絡的中介中心性（BC）呈正相關關系。通過這項研究，科學家可以更好理解社交行為的遺傳基礎，以及這些基因如何影響個體在社交網(wǎng)絡中的地位和影響力?？偟膩碚f，該研究拓展了對社交網(wǎng)絡行為調控機制的認識，并為理解社交行為背后的遺傳基礎提供了新的線索！

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