[社牛]體質(zhì)居然與你的基因有關(guān)？NC揭示社交行為調控機制

導讀

MBTI性格表征測試里，火遍全網(wǎng)的I人（內傾型）E人（外傾型）已經(jīng)變成了一張通用的社交名片?！灸闶荌人還是E人】似乎已經(jīng)成為新晉流傳的打招呼方式。不同的性格特質(zhì)，賦予了I人E人不同的社交屬性。社交網(wǎng)絡(luò )是個(gè)體之間相互作用的數學(xué)表示，這種相互作用在各種動(dòng)物物種中普遍存在。此前，有研究發(fā)現【基因可以決定你的朋友圈】，研究認為：相對于陌生人，朋友之間有更多相似的基因，而且這個(gè)數量要遠遠超過(guò)陌生人之間相似基因的數量。中介中心性作為是人類(lèi)社交網(wǎng)絡(luò )的一個(gè)關(guān)鍵屬性，它可以表明個(gè)人在促進(jìn)網(wǎng)絡(luò )內的溝通和凝聚力方面的重要性（圖 1）。目前，盡管動(dòng)物形成社交群體并在其中互動(dòng)是非常普遍的，但對基因對群體行為結構的貢獻仍知之甚少。果蠅是經(jīng)典的模式動(dòng)物之一，人類(lèi)大約 60% 的致病基因與果蠅基因同源，因此果蠅也可作為研究人類(lèi)遺傳發(fā)育和基因調控的良好模型。

圖1 社會(huì )網(wǎng)絡(luò )結構和中介中心性示意圖

2024年4月30日，來(lái)自加拿大多倫多大學(xué)密西沙加分校生物學(xué)系的研究團隊在Nature Communications以長(cháng)文形式先手發(fā)表了題為：The gene [degrees of kevin becon] (dokb) regulates a social network behaviour in Drosophila melanogaster 的文章。該研究討論了社交網(wǎng)絡(luò )行為在果蠅中的調控機制，并著(zhù)重介紹了一種名為【degrees of kevin becon】(dokb)的基因對社交網(wǎng)絡(luò )行為的調節作用。研究發(fā)現，CG14109基因調節了社交網(wǎng)絡(luò )行為的一個(gè)重要指標，具體來(lái)說(shuō)，帶有特定CG1409等位基因的果蠅在社交網(wǎng)絡(luò )中表現出更高的中介中心性，這一結果揭示了CG14109基因對群體行為的調節作用。該研究拓展了對社交網(wǎng)絡(luò )行為調控機制的認識，為理解社交行為背后的遺傳基礎提供了新的線(xiàn)索！

主要研究?jì)热荩?/p>

1.CG14109是調控中介中心性（BC）的關(guān)鍵基因

調控中介中心性（BC）的關(guān)鍵基因是什么呢？為了確定調控BC的關(guān)鍵基因，研究人員首先使用適應的重組定位技術(shù)，并確認了該基因座中的兩個(gè)基因，結果發(fā)現它們在Canton-S(CS)與Oregon-R(OR)品系果蠅的中樞神經(jīng)系統中存在差異表達。接下來(lái)，研究人員有針對性地選擇了能夠調節BC基因的兩個(gè)測試候選基因Nplp2和CG14109，并使用GAL4-UAS系統敲低了Nplp2和CG14109基因的表達。研究結果表明，敲低Nplp2表達并不會(huì )影響中介中心性。研究發(fā)現，中介中心性與CG14109供體等位基因相關(guān)，而不是遺傳背景。同時(shí)，研究也表明，CG14109等位基因能夠挽救CS和OR菌株之間觀(guān)察到的基于菌株的強大差異。研究人員強調，CG14109調控了中介中心性，且這是群體行為的重要指標。有趣的是，研究人員還以客廳游戲【凱文.培根六度】將該基因命名為dokb。

2.dokb表達與社交網(wǎng)絡(luò )BC相關(guān)

那么 dokb 的表達是否會(huì )影響社交網(wǎng)絡(luò )呢？為此，研究人員使用突變和轉基因系操縱 dokb 表達，隨后測量其網(wǎng)絡(luò )的中介中心性。研究發(fā)現，敲除和敲低 dokb 表達會(huì )降低中介中心性。同時(shí)，研究人員發(fā)現，當 dokb+1 等位基因插入 OR 時(shí)，dokb 的表達水平與 CS 果蠅相同，而當 dokb+2 等位基因插入 CS 時(shí)，它的表達水平與 OR 果蠅相同。這一事實(shí)表明，dokb 表達差異是由基因本身的調控元件引起的。此外，研究人員還發(fā)現 dokb 表達在 Nplp2 敲低果蠅中沒(méi)有降低，并且行為表型與對照組沒(méi)有差異。因此，研究人員認為 dokb RNA 表達與中介中心性相關(guān)，且 dokb 可調控果蠅社交網(wǎng)絡(luò )中的中介中心性表型。

3.dokb在幼蟲(chóng)和成蟲(chóng)肌肉組織以及中樞神經(jīng)系統中表達

dokb在不同年齡段的果蠅中是如何進(jìn)行表達的呢？為了確定dokb在果蠅中樞神經(jīng)系統（CNS）中的表達位置，研究人員將dokbn2-GAL4系與熒光報告基因交叉。結果發(fā)現，dokb在幼蟲(chóng)中樞腦中的表達始于第2齡幼蟲(chóng)期并持續到成年期。對于成蟲(chóng)而言，研究人員在成年雄性中樞系統中檢測到了dokb綠色熒光蛋白報告基因（GFP），并主要分布在蘑菇體的伽馬葉、食管下神經(jīng)節、腹側神經(jīng)索之中。此外，蘑菇室體的伽馬葉已被證明在果蠅的社交吸引力和形成短期記憶中發(fā)揮作用。在腹側神經(jīng)索中，GFP 在前胸神經(jīng)、中胸神經(jīng)和后胸神經(jīng)的腹側和中間區域表達，這些區域分別由與腿部相關(guān)的神經(jīng)元支配以及用于連接腿部和翅膀控制的區域。同時(shí)，GFP 在副中胸神經(jīng)細胞中也很明顯，它主要與來(lái)自翅膀和脊突的感覺(jué)傳入有關(guān)?；诖?，研究人員證明了 dokb 表達始于幼蟲(chóng)階段，并發(fā)生在幼蟲(chóng)和成蟲(chóng)中樞腦和腹側神經(jīng)索內的組織特異性區域。此外，在成蟲(chóng)中，dokb 的表達模式也與嗅覺(jué)學(xué)習、運動(dòng)和運動(dòng)控制相關(guān)的組織等相吻合。

小結

總體而言，該研究發(fā)現了CG14109基因在調節社交網(wǎng)絡(luò )行為中的重要作用，從而為研究社交行為提供了新的【遺跡入口】。此外，該研究還揭示了果蠅社交網(wǎng)絡(luò )行為的調控機制，并特別關(guān)注了一個(gè)名為dokb的基因對社交網(wǎng)絡(luò )行為的影響，同時(shí)強調了dokb對社交網(wǎng)絡(luò )行為的調控作用。此外，研究還發(fā)現，dokb基因的表達水平與社交網(wǎng)絡(luò )的中介中心性（BC）呈正相關(guān)關(guān)系。通過(guò)這項研究，科學(xué)家可以更好理解社交行為的遺傳基礎，以及這些基因如何影響個(gè)體在社交網(wǎng)絡(luò )中的地位和影響力?？偟膩?lái)說(shuō)，該研究拓展了對社交網(wǎng)絡(luò )行為調控機制的認識，并為理解社交行為背后的遺傳基礎提供了新的線(xiàn)索！

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