Родительский контроль: ученые открыли, как гены отца и матери влияют на поведение детей

Исследование показало, что в некоторых случаях организм сам включает папу, а в других — маму.

Воспитание — не единственный способ, которым родители влияют на поведение своих отпрысков. Гены тоже имеют значение. Большая часть наших генов наследуются парами — по одной копии от каждого родителя. Согласно новому исследованию, проведенному учеными из Университета здоровья штата Юта, унаследованные от мамы и папы гены каждый по-своему влияет на гормоны и другие химические сигналы, которые контролируют настроение и поведение.

Научная статья опубликована в журнале Cell Reports, кратко о ней пишет EurekAlert!.

«Мы действительно заинтригованы тем, что существует неизвестная область биологии, от которой зависит принятие решений», — говорит Кристофер Грегг, главный автор исследования. По его словам, получение более четкой картины генетических факторов, формирующих поведение, является важным шагом на пути к разработке более эффективных методов диагностики и лечения психических расстройств.

Исследование показало, что определенные группы клеток в мозге мышей используют исключительно материнскую копию гена, который необходим для производства химических сигналов, называемых нейротрансмиттерами. В этих клетках отцовская копия гена остается выключенной. Однако в надпочечниках клетки предпочитают отцовскую копию того же гена. Там ген участвует в производстве гормона стресса — адреналина.

Выявив это неожиданное переключение родительского контроля над одним геном, ученые доказали, что это имеет последствия для поведения. Они обнаружили, что ген каждого родителя по-разному влияет на сыновей и дочерей: определенные решения у сыновей контролируются геном матери, тогда как отцы контролируют некоторые решения у дочерей.

«У них разные задачи. Дочери должны выращивать мышат. Сыновья же часто уходят далеко от родного гнезда и попадают в новую среду. Ось "мозг — надпочечники" — очень важная часть биологии млекопитающих, которая контролирует поведение и влияет на стресс, настроение, обмен веществ и принятие решений», — говорит Грегг.

Он утверждает, что это открытие является первым шагом к пониманию того, как гены родителей могут влиять на повседневное поведение и связанные с ним состояния здоровья людей: от психических заболеваний и зависимостей до рака и болезни Альцгеймера.

Грегг и его коллеги изучали ген под названием дофа-декарбоксилаза, он нужен нейронам для производства дофамина, серотонина и норадреналина, которые регулируют множество функций, от настроения до движения.

Исследователи создали генно-модифицированных мышей, чтобы прикрепить светящуюся метку к ферменту гена: красную — для материнского аллеля, синюю — для отцовского. Затем осталось просто посмотреть в микроскоп, чтобы увидеть, какая копия гена активна. Поскольку дофа-декарбоксилаза важна для регулирования стресса, страха, беспокойства и удовольствия, исследователи хотели знать, как работа генов от мамы и от папы влияет на поведение.

Чтобы выяснить это, они проанализировали, как мыши с мутациями добывали пищу. Движения животных, когда они рисковали, отступали в безопасное место и возобновляли поиск пищи, казались в основном случайными. Но исследователи использовали алгоритмы машинного обучения, чтобы найти закономерности в сложном поведении. Выключения копии гена от одного родителя достаточно, чтобы оказать существенное влияние на поведение.

«Я мечтаю о новой области генетики принятия решений, где мы систематически раскрываем копии родительских генов, которые контролируют определенные решения и действия в определенных контекстах. Такие исследования могут привести к нейронным цепям, роль которых в поведении ранее не признавалась», — говорит Грегг.