科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了斑馬魚的“社?！被?/h1>

2023-01-05分子生物學(xué)

　　

倫敦瑪麗女王大學(xué)的研究人員已經(jīng)證明，斑馬魚可以為人類和家養(yǎng)物種的社會(huì)行為進(jìn)化提供基因baz1b線索。

這項(xiàng)發(fā)表在《iScience》上的研究觀察了無法制造baz1b蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)基因斑馬魚。研究結(jié)果表明，該基因不僅是魚類和其他家養(yǎng)物種身體和行為變化的基石，而且可能也是人類社會(huì)關(guān)系的基石。家養(yǎng)物種，如狗和貓，與野生物種相比，表現(xiàn)出遺傳差異，包括baz1b基因的變異。這些基因變化與身體和行為特征相關(guān)，包括更小的面部特征，如頭骨和牙齒，以及良好的社會(huì)行為，親近人類，更少的攻擊性，更少的恐懼。

然而，研究也表明，現(xiàn)代人類在與已滅絕的近親尼安德特人和丹尼索瓦人分離后，馴化了自己。在此過程中，我們經(jīng)歷了類似的身體和行為變化。這些變化都與馴養(yǎng)動(dòng)物體內(nèi)一種被稱為神經(jīng)嵴干細(xì)胞的干細(xì)胞數(shù)量減少有關(guān)。瑪麗女王團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)的這項(xiàng)研究基于此，研究了去除baz1b基因功能的影響，以及這樣做對(duì)神經(jīng)嵴發(fā)育和社會(huì)行為的影響。

研究發(fā)現(xiàn)，突變的斑馬魚比具有baz1b功能的斑馬魚更傾向于社交。它們表現(xiàn)出與同一物種成員相互作用的增加趨勢(shì)，盡管兩種斑馬魚之間的差異在魚三周大時(shí)就不再明顯了。

除了更善于交際外，突變的斑馬魚在晚年還表現(xiàn)出獨(dú)特的面部變化。這些變化包括眼睛長度和寬度的改變，突出的前額和更短的鼻子。與此同時(shí)，焦慮相關(guān)的行為也減少了。

為了測(cè)量這一點(diǎn)，研究人員檢查了斑馬魚對(duì)短暫閃光的反應(yīng)，特別是閃光后五分鐘內(nèi)的游行距離，以及它們對(duì)聲驚嚇的反應(yīng)和暴露在新環(huán)境中時(shí)的反應(yīng)。在所有情況下，突變斑馬魚在條件改變后恢復(fù)得更快，表明與恐懼相關(guān)的反應(yīng)更少。突變的斑馬魚在幼魚階段也表現(xiàn)出輕微的神經(jīng)嵴發(fā)育不全。

該研究確定，在斑馬魚中，baz1b基因影響與其他物種馴化綜合征相關(guān)的形態(tài)和行為特征。

來自倫敦瑪麗女王大學(xué)和瓦倫西亞大學(xué)的合著者Jose Vicente Torres Perez說:“自我馴化的過程使現(xiàn)代人類形成更大的社會(huì)群體，以及其他特征，與其他‘馴化’物種的馴化過程相似，我們的研究有可能幫助我們解開控制這些行為的生物學(xué)根源。我們的研究支持了現(xiàn)有的假設(shè)，即動(dòng)物和人類馴化帶來的行為和形態(tài)變化可以追溯到神經(jīng)嵴干細(xì)胞的不發(fā)達(dá)?！?/p>

該研究的主要作者、倫敦瑪麗女王大學(xué)分子遺傳學(xué)教授Caroline Brennan補(bǔ)充說:“這項(xiàng)研究為我們?nèi)绾闻c他人互動(dòng)的起源提供了一個(gè)有趣的視角。雖然將從斑馬魚身上得出的結(jié)論推廣到其他脊椎動(dòng)物身上可能具有挑戰(zhàn)性，但這樣的比較研究可以讓我們深入了解人類認(rèn)知的進(jìn)化?！?/p>

斑馬魚被部分選擇用于研究，因?yàn)榇蠹s80%與人類疾病相關(guān)的基因都有相應(yīng)的同源基因——一種從共同祖先進(jìn)化而來的不同物種的基因——這使得斑馬魚成為研究潛在行為的遺傳和神經(jīng)元電路的理想模型。

‘baz1b loss-of-function in zebrafish produces phenotypic alterations consistent with the domestication syndrome’, Torres-Pérez et al, iScience.

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