Подход к редактированию генов CRISPR-Cas9 может изменить социальное поведение животных

Ученые из Университета штата Джорджия создали хомячков с отредактированными генами для исследований в области социальной неврологии и обнаружили, что биология, стоящая за социальным поведением, может быть более сложной, чем считалось ранее.

Группа исследователей из Университета штата Джорджия во главе с профессором нейробиологии Regents Х. Эллиоттом Альберсом и выдающимся профессором университета Кимом Хаманом использовала технологию CRISPR-Cas9 для устранения действия нейрохимического сигнального пути, который играет решающую роль в регулировании социального поведения у млекопитающих. Вазопрессин и рецептор, на который он действует, называемый Avpr1a, регулируют социальные явления, начиная от образования пар, сотрудничества и социального общения и заканчивая доминированием и агрессией. Новое исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) , обнаружило, что выключение рецептора Avpr1a у хомяков и, таким образом, эффективное устранение действия вазопрессина на него резко изменило выражение социального поведения неожиданным образом.

«Мы были очень удивлены результатами, — сказал Альберс. «Мы ожидали, что если мы устраним активность вазопрессина, мы уменьшим как агрессию, так и социальное общение. Но произошло обратное».

Вместо этого хомяки без рецептора демонстрировали гораздо более высокий уровень социального коммуникативного поведения, чем их собратья с интактными рецепторами. Еще более интересно то, что типичные половые различия, наблюдаемые в агрессивности, были устранены: как самцы, так и самки хомяков проявляли высокий уровень агрессии по отношению к другим особям того же пола.

«Это наводит на поразительные выводы», — сказал Альберс. «Несмотря на то, что мы знаем, что вазопрессин усиливает социальное поведение, действуя в ряде областей мозга, возможно, что более глобальные эффекты рецептора Avpr1a являются тормозящими.

«Мы не понимаем эту систему так хорошо, как мы думали. Противоречивые выводы говорят нам, что нам нужно начать думать о действиях этих рецепторов во всех цепях мозга, а не только в определенных областях мозга».

Хомяки, использованные в исследовании, были сирийскими хомяками, которые приобретают все большее значение для изучения социального поведения, агрессии и общения. Это вид, у которого впервые было продемонстрировано влияние вазопрессина на социальность. Хомяки представляют собой мощную модель для изучения социального поведения, потому что их социальная организация гораздо больше похожа на человеческую, чем у мышей, хотя мыши являются наиболее часто используемыми лабораторными животными. Хомяки — уникальные животные для исследований и в других отношениях, — объяснил Хьюман, заместитель директора Института неврологии в штате Джорджия.

«Их реакция на стресс больше похожа на реакцию людей, чем на других грызунов. Они выделяют гормон стресса кортизол, как и люди. Они также болеют многими видами рака, которые бывают у людей», — сказала она. «Их восприимчивость к вирусу SARS-CoV-2, вызывающему COVID-19, делает их предпочтительным видом грызунов, потому что они уязвимы для него так же, как и мы».

По словам обоих исследователей, работа с использованием CRISPR у хомяков стала значительным шагом вперед. «Вывести хомяков с отредактированными генами было непросто», — сказал Альберс. «Но важно понимать нейросхемы, участвующие в социальном поведении человека, и наша модель имеет трансляционное значение для здоровья человека. Понимание роли вазопрессина в поведении необходимо, чтобы помочь определить потенциальные новые и более эффективные стратегии лечения разнообразной группы нервно-психических расстройств». от аутизма до депрессии».