نخستین «پیوند رفتار» در جهان: بیدار کردن غرایز باستانی در مگس میوه

کشف ژن کلیدی و تفاوت گونه‌ها

پژوهشگران دانشگاه ناگویا ژاپن با دستکاری تنها یک ژن در مگس‌های میوه، موفق به ایجاد مدارهای عصبی جدید در مغز آن‌ها و بیدار کردن کدهای رفتاری خفته شدند. این تحقیق بر روی دو گونه مگس میوه متمرکز بود که حدود ۳۵ میلیون سال پیش از یکدیگر جدا شده و رفتارهای جفت‌یابی کاملاً متفاوتی را تکامل داده‌اند:

• گونه Drosophila melanogaster: این گونه با «آواز خواندن» (لرزاندن سریع بال‌ها) جفت‌یابی می‌کند.
• گونه Drosophila subobscura: این گونه با استفراغ غذا و تقدیم آن به عنوان «هدیه» به مگس ماده ابراز علاقه می‌کند.

پس از نزدیک به یک دهه تحقیق، دانشمندان کشف کردند که ژنی به نام Fruitless یا Fru در هر دو گونه، نقش اصلی را در کنترل این رفتارهای غریزی ایفا می‌کند، اما این ژن در مدارهای عصبی متفاوتی عمل می‌کند.

پیوند رفتار: فعال‌سازی مدارهای باستانی

محققان برای پیوند رفتار، بر گروه خاصی از نورون‌های تولیدکننده انسولین در مغز مگس‌ها تمرکز کردند. در مگس‌های «هدیه‌دهنده»، ژن Fru در این نورون‌ها فعال است و آن‌ها را به مرکز کنترل جفت‌یابی در مغز متصل می‌کند. اما در مگس‌های «خواننده»، این اتصال عصبی وجود ندارد و در نتیجه، رفتار هدیه‌دادن غذا برایشان غیرممکن است.

پژوهشگران با یک دستکاری ژنتیکی دقیق، موفق شدند ژن Fru را در همان نورون‌های تولیدکننده انسولین در مگس‌های «خواننده» «روشن» کنند. نتیجه این آزمایش شگفت‌انگیز بود:

«وقتی ژن Fru را در نورون‌های تولیدکننده انسولین مگس‌های خواننده فعال کردیم، این سلول‌ها رشته‌های عصبی بلندی پرورش دادند و به مرکز جفت‌یابی در مغز متصل شدند. این کار مدارهای مغزی کاملاً جدیدی ایجاد کرد که برای اولین‌بار، رفتار هدیه‌دادن را در گونه D. melanogaster به وجود آورد.»

نکته قابل توجه این است که این تغییر رفتار، بدون هیچ‌گونه یادگیری یا تجربه اجتماعی رخ داد و صرفاً نتیجه بازآرایی مدارهای عصبی از طریق مهندسی ژنتیک بود.

پیامدهای گسترده پژوهش

این مطالعه فراتر از یک آزمایش علمی جذاب است و اثبات می‌کند که رفتارهای پیچیده ممکن است به صورت خفته و غیرفعال در معماری ژنتیکی یک حیوان وجود داشته باشند و با فعال‌کردن یک «کلید» مولکولی مناسب می‌توان این برنامه‌های باستانی را بیدار کرد.

با توجه به اینکه مگس‌های میوه حدود ۶۰ درصد از ساختار ژنتیکی خود را با انسان‌ها به اشتراک می‌گذارند و سه‌چهارم از بیماری‌های ژنتیکی انسان در این موجودات نیز وجود دارد، این یافته‌ها می‌تواند پیامدهای مهمی برای درک ما از اساس ژنتیکی رفتار داشته باشد.

اگرچه هیچ محققی اکنون پیشنهاد نمی‌کند که باید غرایز جدیدی در انسان‌ها مهندسی شود، اما این پژوهش نشان می‌دهد که فعال‌کردن رفتارهای کاملاً جدید از طریق دستکاری سیم‌کشی مغز در سطح ژنتیکی امکان‌پذیر است. یافته‌های این پژوهش در ژورنال معتبر Science منتشر شده است.