宾夕法尼亚大学的研究人员发现,可以通过表观遗传学而不是遗传因素对木匠蚂蚁的社会行为进行重编程。
表观遗传学是对基因表达变化的研究,而无需DNA序列改变。大小,行为和衰老等许多不同的动物特征与表观遗传学有关。
诸如蚂蚁之类的诸如遗传构成的物种菌落中,诸如蚂蚁之类的昆虫一起定居在一起。这些动物根据种姓的行为及其形态特征分为种姓。通过这种分裂,物种被分配给特定的任务,整个群体的社会适应性都会组织起来。
种姓制度是高度建立的,但是对于一种称为木匠蚂蚁的昆虫(Camponotus floridanus),可能会违背此类系统。这是因为每个分裂的指定行为的变化已被称为乙酰基的表观遗传物质改变。
乙酰基团连接到组蛋白蛋白复合物,其中DNA链包裹在细胞的核中。
组蛋白修饰是一种用于识别单个物种内不同组织的特性的技术。这样,团队想知道组蛋白改变是否会导致两种觅食蚂蚁之间的社会行为差异:强大,身材壮大的专业和较小但更脑的未成年人。
在实验中,研究人员用抑制细胞从组蛋白中去除乙酰基的物质喂养未成年人。这种举动提高了该物种寻找和觅食食物的能力。组蛋白乙酰化还增加了近基因的神经元活性。
因此,当研究人员阻止乙酰基群的添加时,该物种降低了其觅食活性。
虽然干预措施对未成年人产生了积极影响,但对专业的影响并不是那么明显。尽管觅食有所增加,但这种变化并不重要。
但是,当物质直接注入最年轻的大满贯的大脑中时,觅食的水平与生产未成年人相似。
研究人员还发现,表观遗传学抑制剂足够足够,足以引起长达50天的觅食效率。该发现表明,年轻的蚂蚁大脑可能仍然容易受到环境操纵的影响,例如改变组蛋白的抑制剂。
“由于我们发现了非凡的窗口,蚂蚁还提供了一个非凡的机会,可以探索和理解在年轻时建立行为模式的表观遗传过程,”说首席作家雪莱·伯杰(Shelley Berger)。
该发现可能为专家理解人类行为的道路铺平了道路,尤其是面对越来越普遍的行为障碍。
另一个含义是称为CBP的表观遗传酶作者的参与,该酶的作者将乙酰基基团染色质变成组蛋白。过去,CBP已经被认为是小鼠学习和记忆能力的重要因素。在某些疾病(例如鲁宾斯坦 - 塔比综合征)中,发现CBP被突变。
伯杰说:“从哺乳动物的研究中,很明显,这是学习和记忆中涉及的重要蛋白质。”
现在,专家正在研究CBP在脊椎动物物种的社会行为中的可能作用。
这项研究是出版在日记中科学是2016年1月1日。