Согласно исследованию, опубликованному в январском номере журнала Genetics, публикации Американского общества генетиков, цыплята, которые курят в незнакомой среде, могут пролить свет на беспокойство у людей.
Домашние куры гораздо менее тревожны, чем их дикие кузены, красная джунглевая птица. Новое исследование идентифицирует гены, которые способствуют этому различию, и показывает, что некоторые из генов влияют на аналогичное поведение у мышей. Авторы утверждают, что эти результаты в сочетании с данными исследований на людях демонстрируют способность курицы служить мощной моделью для понимания генетических основ человеческого поведения.
"По необходимости генетические исследования поведения человека часто сосредотачиваются только на предрасположенности к психическому расстройству. Но как насчет более тонких различий в поведении?? Например, что заставляет одного человека беспокоиться немного больше, чем других? И что делает кого-то немного смелее?" сказал руководитель исследования Доминик Райт из Университета Линчёпинга в Швеции. "Модели на животных, такие как курица, позволяют нам решать подобные сложные вопросы с помощью экспериментов контролируемого разведения."
Но зачем выбирать курицу как образец для беспокойства? Этот подход использует преимущества "естественный" генетический эксперимент, превращение джунглей в Азии в современных домашних кур. После тысяч лет разведения курица-скотный двор отличается по темпераменту от своего аналога, обитающего в джунглях: курица более ручная и менее тревожная.
Тревожное поведение животных обычно измеряется путем наблюдения за их активностью в ярко освещенном безликом месте, с которым они никогда раньше не сталкивались ( "испытание в открытом поле"). В этой новой среде джунглевые птицы проводят большую часть своего времени, замороженные от страха, или быстро носятся. Они также избегают открытого центра тестовой арены. Домашние куры, напротив, пересекают всю территорию и с меньшей беспорядочной скоростью.
Геном курицы также обладает свойствами, которые могут облегчить его изучение, чем геномы человека или мыши. Например, гены курицы сгруппированы в гораздо меньшие блоки сцепления, чем геномы млекопитающих. Эти блоки представляют собой группы соседних генов, которые, как правило, наследуются вместе в фрагменте хромосомы, а не разделяются во время случайного перемешивания вариантов, которое происходит в каждом поколении. Наличие меньших фрагментов позволяет исследователям более точно определять участки генома, связанные с определенным признаком, например тревожным поведением.
Чтобы найти гены, которые способствуют изменчивости тревожного поведения, исследователи сначала скрестили кур белого леггорна с красной джунглевой курицей, чтобы создать популяцию гибридов. Гибридные птицы унаследовали лоскутное одеяло из вариантов генов от своих предков из кур и джунглевых птиц, и они также широко различались по уровню тревожности во время испытания в открытом поле. Сравнивая данные о поведении и геноме каждой птицы, команда определила пятнадцать участков генома, которые способствовали изменчивости поведения.
Каждый из этих участков генома включал в себя множество генов, поэтому следующим шагом было уточнение конкретных интересующих генов. Команда сузила поиск, изучив активность генов в гипоталамусе, области мозга, участвующей в регуляции тревожности. Исследователи определили десять кандидатов, у которых наследственные различия в активности гипоталамических генов коррелировали с тревожным поведением.
Шесть из десяти генов-кандидатов обладают известными функциями, связанными с поведением или функцией мозга. Например, ген ADAM10 необходим для правильного формирования мозга во время развития и для защиты от амилоидных бляшек мозга, которые образуются при определенных нейродегенеративных заболеваниях. Это также влияет на обучение и память.
Затем исследователи проверили, влияют ли эти гены на поведение в исследованиях на мышах и людях. Данные на мышах были получены в результате масштабного эксперимента по разведению под названием «кросс с неоднородными запасами мышей», который включает в себя данные испытаний в открытом грунте, точно такие же, как те, которые использовались в исследовании с цыплятами. Четыре гена, идентифицированные в данных о цыплятах, также были связаны с тревожностью у мышей, в то время как три гена были связаны с шизофренией или биполярным расстройством в крупных исследованиях генома человека. Хотя тревожное поведение не измерялось напрямую в исследованиях на людях, авторы утверждают, что результаты для других расстройств могут косвенно указывать на связь с тревогой. Например, у значительной части людей с биполярным расстройством диагностировано тревожное расстройство. Могут также существовать сложные совпадения между симптомами шизофрении и тревожным поведением.
"Хотя мы еще не можем доказать, что эти гены обладают эквивалентными функциями у кур и людей, эти данные, безусловно, поднимают интригующую возможность того, что гены, контролирующие вариабельность поведения, могут быть замечательно сохранены у целого ряда видов," сказал Райт. "Понимание генетики, лежащей в основе результатов исследования цыплят, может дать фундаментальное представление о поведении животных, в том числе о нормальных поведенческих вариациях у людей."