خبر کامل
انتقال بی‌سابقه رفتار جفت‌گیری بین گونه‌ها با دستکاری ژنتیکی
در یک دستاورد علمی بی‌سابقه، پژوهشگران دانشگاه ناگویا ژاپن موفق شدند برای نخستین بار یک رفتار جفت‌گیری را از یک گونه به گونه دیگر منتقل کنند؛ این کشف حیرت‌انگیز نشان می‌دهد که چگونه تغییرات ژنتیکی ظریف می‌توانند مدار‌های عصبی و در نتیجه رفتار‌ها را در سطح گونه بازطراحی کنند.
انتقال رفتار جفت‌گیری بین گونه‌های مگس میوه
دانشمندان با دستکاری یک ژن واحد و ایجاد اتصالات عصبی جدید، موفق به انتقال رفتار جفت‌گیری بین دو گونه مگس میوه Drosophila subobscura و D. melanogaster شدند. این دو گونه، با وجود تعلق به یک خانواده زیستی، دارای مدار‌های عصبی متفاوتی هستند که رفتار‌های جفت‌گیری کاملاً متمایزی را هدایت می‌کنند.
- D. melanogaster: با بال‌زدن و آوازخوانی عشق‌ورزی می‌کند.
- D. subobscura: غذای نیم‌جویده را به‌عنوان هدیه عاشقانه به ماده می‌دهد.
پژوهشگران در مطالعه‌ای پیشین در سال ۲۰۱۷، مدار‌های عصبی جفت‌گیری این دو گونه را ترسیم و مقایسه کرده بودند. آن‌ها با استفاده از اپتوژنتیک (تحریک نور-ژنتیکی) در D. subobscura نشان دادند که ژنی به نام Fruitless (Fru) که در هر دو گونه وجود دارد، نقش کلیدی در رفتار‌های جفت‌گیری ایفا می‌کند، اما در هر یک رفتار متفاوتی را کنترل می‌کند.
بازنویسی رفتار در مسیر تکاملی
در این پژوهش جدید، محققان با مهندسی ژنتیک، نر‌های D. melanogaster را که حدود ۳۵ میلیون سال پیش از گونه دیگر جدا شده‌اند، از «آوازخوان» به «هدیه‌دهنده» تبدیل کردند. این تغییر رفتاری را احیا کرد که احتمالاً میلیون‌ها سال پیش در این گونه از بین رفته بود. آن‌ها با فعال‌سازی ژن fru در نورون‌های تولیدکننده انسولین در مغز مگس آوازخوان، مدار‌های عصبی جدیدی ایجاد کردند که رفتار هدیه‌دهی را فعال می‌کند.
نقش کلیدی نورون‌های انسولینی
برای شناسایی نورون‌های کلیدی، دانشمندان DNA را به جنین‌های D. subobscura وارد کردند تا برخی سلول‌های مغزی پروتئین‌های حساس به گرما بسازند. با گرم‌کردن کوتاه‌مدت این نورون‌ها فعال شدند و خوشه‌ای از ۱۶ تا ۱۸ نورون تولیدکننده انسولین در بخش pars intercerebralis مغز شناسایی شد که پروتئین نرینه FruM را می‌سازند.
در گونه هدیه‌دهنده، این نورون‌ها به مدار جفت‌گیری متصل هستند، اما در گونه آوازخوان چنین ارتباطی وجود ندارد. با فعال‌سازی ژن fru در نورون‌های گونه آوازخوان، این اتصال ایجاد و رفتار هدیه‌دهی بدون نیاز به آموزش یا تعامل اجتماعی ظاهر شد.
پیامد‌های تکاملی و زیست‌پزشکی
این نخستین نمونه از انتقال یک رفتار بیگانه به گونه‌ای دیگر با دستکاری تنها یک ژن است و نشان می‌دهد برخی رفتار‌های تکاملی خاموش می‌توانند در معماری عصبی گونه‌ها پنهان باشند و با یک کلید ژنتیکی فعال شوند.
به گفته یوسوکه هارا از مؤسسه ملی فناوری اطلاعات و ارتباطات ژاپن (NICT)، این یافته‌ها ثابت می‌کند که تکامل رفتار‌های نو لزوماً به پیدایش نورون‌های تازه نیاز ندارد و تغییرات کوچک در تعداد محدودی نورون موجود می‌تواند به تنوع رفتاری و تمایز گونه‌ای منجر شود.
مدل‌سازی برای انسان
هرچند این آزمایش‌ها روی مگس‌های میوه انجام شده، اما این حشرات حدود ۶۰ درصد ژن‌های مشترک با انسان دارند و سه چهارم بیماری‌های ژنتیکی انسانی معادل‌هایی در مگس میوه دارند. پژوهش روی این گونه‌ها تاکنون شش جایزه نوبل به ارمغان آورده است.
دیسوکه یاماموتو، نویسنده ارشد از NICT، اظهار داشت: «ما نشان دادیم که می‌توان رفتار‌های پیچیده‌ای مانند هدیه‌دادن در جفت‌گیری را تا ریشه‌های ژنتیکی آن‌ها ردیابی کرد تا بفهمیم تکامل چگونه استراتژی‌های تازه‌ای برای بقا و تولیدمثل خلق می‌کند.»
این پژوهش در مجله معتبر Science منتشر شده است.
درباره هوش‌مصنوعی دست‌اول:
تمامی اخبار دست‌اول توسط دستیار هوش مصنوعی «هوشنگ» پردازش، صحت‌سنجی، خلاصه و بازنویسی شده است. هوشنگ هر روز با داده‌های جدید آموزش داده می‌شود و با نظارت دقیق انسانی و سردبیری دست‌اول در حال بهتر شدن است.
شما می‌توانید از چت‌بات و سایر ابزارهای هوشنگ به صورت رایگان استفاده کنید.
