Nature子刊:丘比特爱神之箭原来在这里

【字体: 时间:2013年06月03日 来源:生物通

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  几万年来,草原土拨鼠(prairie voles)走的都是坚定的一夫一妻路线。除非一方死去,要不然认准了爱侣的土拨鼠们将一生忠于美好的初恋。这种令人艳羡的爱情故事背后的分子机制是什么呢?

  

生物通报道:几万年来,草原土拨鼠(prairie voles)走的都是坚定的一夫一妻路线。除非一方死去,要不然认准了爱侣的土拨鼠们将一生忠于美好的初恋。这种令人艳羡的爱情故事背后的分子机制是什么呢?

近期一组研究人员解析了这一过程,指出其背后的部分原因来自表观遗传修饰:在雌性土拨鼠的一个称为伏隔核的大脑区域中,组蛋白发生乙酰化后,那么这只雌鼠就会与其伴侣相伴一生。这种乙酰化就发生在编码催产素和后叶加压素受体基因的启动子区域附近,这两种分子之前的研究证实均与土拨鼠的配偶性有关。

“这是第一次研究证实表观遗传对于伴侣选择性的影响”,阿拉巴马大学的神经表观遗传学家Jeremy Day表示(未参与研究)。

来自佛罗里达州立大学的神经科学家,文章作者Mohamed Kabbaj表示,在其它物种中的研究给了他灵感,指出表观遗传也许对于社会行为具有重要的意义,比如说,之前的研究工作表明大鼠妈妈与后代之间的关系存在表观遗传修饰。

为了分析乙酰化是否影响了土拨鼠的配偶关系,研究人员将一种组蛋白脱乙酰化酶(HDACs)抑制剂:trichostatin A (TSA)注射到了土拨鼠的大脑中。一般情况下,土拨鼠只会有一个伴侣,将其放在一起,大约一天就会形成固定伴侣,如果是六个小时,一般是不足以形成配偶关系。

但通过TSA处理之后,即使是很短一段时间内,土拨鼠也能形成配偶关系,“TSA扮演了配对的作用,”Kabbaj说。另外一种特异性不是那么强的HDAC抑制剂——丁酸钠,也有类似的作用。

TSA处理后雌鼠快速的配偶形成关系,是伴随着催产素和加压素受体水平增高的,此外伏隔核中乙酰化的水平也升高了。这些发现表明,乙酰化影响了土拨鼠的基因表达和配偶关系。研究人员还分析了mRNA的表达情况,发现催产素的表达量显着升高,加压素却没有,这可能是一个时间测量的问题。

当研究人员阻断动物体内的垂体后叶素或催产素受体时,TSA就无法再对这种配偶关系的形成造成影响了,这表明催产素和加压素介导了表观遗传修饰的影响。

最后,科学家们分析了未处理过的雌性土拨鼠与雄鼠形成配偶关系后,其伏隔核中乙酰化,mRNA和蛋白表达的情况,发现了与TSA处理后的土拨鼠类似的模式。

“交配和同居会产生与TSA处理后相同的效果”阿克伦大学的Bruce Cushing(未参与研究)表示,“那是令人感到惊讶”。

研究人员认为也许还会有更多类型的遗传修饰参与了配偶结合。(生物通:张迪)

原文检索:

H. Wang et al., “Histone deacetylase inhibitors facilitate partner preference formation in female prairie voles,” Nature Neuroscience, doi:10.1038/nn.3420, 2013.
 

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