清洁鱼类物种识别背后的时间转录组与染色质动态变化

《Communications Biology》：Temporal transcriptomic and chromatin dynamics underlying class-level recognition in cleaner wrasse

　　

摘要

物种级识别能力使得接收者能够学习信号特征，并将其与诸如熟悉度之类的物种特定信息联系起来，这种能力有助于指导共生关系中的伴侣选择，同时维持群体稳定。然而其分子机制至今仍不甚清楚。在Labroides dimidiatus中，物种级识别能力影响着它的行为生态学：单个个体每天要经历2,300次种间互动，因此需要依靠所学到的特征快速评估和分类伴侣。为探究这种能力的分子基础，我们将熟悉的/不熟悉的二元社会偏好测试与前脑RNA测序以及0、30和120分钟时的H3K27ac蛋白检测相结合，从而将行为、转录活动和染色质状态联系起来。从行为上看，熟悉后的个体在熟悉对象附近停留的时间更短。在分子层面，不同时间点的转录组谱存在差异：最初是与突触释放和化学感觉过程相关的基因出现变化，30分钟时与GABA能功能/稳态功能相关的基因发生变化，而120分钟时则与神经元重塑相关的基因发生改变，这表明存在按时间顺序发展的分子反应。染色质分析显示，各组的染色质可及性总体较高，组间差异较小，但组内随时间变化明显，这说明染色质更多是支持而非驱动转录变化。总体而言，这项研究为物种级识别能力提供了分子框架，并揭示了与社会信息处理相关的按时间顺序发展的分子动态。