Los ratones tienen reputación de timidez. Sin embargo, cuando se enfrentan a un compañero desconocido, un ratón puede responder alzando, persiguiendo, agarrando y mordiendo, y saliendo con una sensibilidad alterada hacia futuras amenazas potenciales.
¿Qué cambios en el cerebro de un animal cuando su comportamiento se ve alterado por la experiencia? La investigación en la Universidad de Illinois dirigida por la profesora de Biología Celular y del Desarrollo, Lisa Stubbs, está trabajando para encontrar una respuesta a esta pregunta centrándose en las acciones colectivas de los genes. En una reciente Investigación del genoma publicación DOI: 10.1101 / gr.214221.116, Stubbs y sus colegas identificaron y documentaron la actividad de las redes de genes involucradas en la respuesta al estrés social.
"El objetivo de este estudio era comprender los eventos posteriores en ratones, y cómo se transmiten a través de las regiones cerebrales que interactúan ... cómo podrían preparar el escenario para el aprendizaje emocional en respuesta a la amenaza social", dijo Stubbs.Estas preguntas podrían ayudar a los científicos a comprender cómo los cerebros de otros animales, incluidos los humanos, generan un comportamiento social, así como también qué sucede en los trastornos del comportamiento social.
Los nuevos resultados son parte de un proyecto de investigación a gran escala financiado por la Fundación Simons que está dirigida por Stubbs e incluye a muchos de sus coautores, incluidos los primeros autores Michael Saul y Christopher Seward. Stubbs, Saul, Seward y otros coautores sonmiembros del Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica IGB; Saul es miembro de IGB y Seward es un estudiante graduado.
Un encuentro agresivo entre dos ratones es solo una cadena de la red de interacciones que conecta a una población de animales sociales. Al igual que los individuos en una comunidad, los genes en un genoma no pueden entenderse completamente hasta que sus relaciones mutuas se examinen en contexto, incluido cómo esas relaciones pueden cambiar a través de diferentes tejidos y con el tiempo.
El equipo de Stubbs quería recopilar información que les permitiera construir este tipo de red genética integral para reflejar cómo el cerebro de un animal social responde a un encuentro agresivo. Organizaron un encuentro controlado entre pares de ratones; un ratón en sula jaula de la casa, y un segundo mouse desconocido que se introdujo detrás de una pantalla, la presencia del mouse intruso creó un desafío social para el mouse residente, mientras que la pantalla evitó un encuentro físico.
Luego, los investigadores cuantificaron la actividad de los genes en varias regiones diferentes del cerebro asociadas con los comportamientos sociales, la corteza frontal, el hipotálamo y la amígdala, y en varios momentos en las dos horas posteriores al encuentro.datos resultantes, buscaron grupos de genes que actúan juntos. En particular, buscaron identificar factores de transcripción, genes cuyos productos proteicos ayudan a controlar otros genes, que podrían estar orquestando la respuesta molecular del cerebro.
Stubbs estaba emocionado de descubrir que los resultados reflejaban y se expandían sobre el trabajo previo en otras especies por parte de colaboradores del IGB, incluido el trabajo del laboratorio del Director Gene Robinson en abejas melíferas.
"Al examinar las redes reguladoras activas en el cerebro del ratón a lo largo del tiempo, pudimos ver que algunas de las mismas vías ya explicadas en las abejas ... también estaban desreguladas de manera similar por el desafío social en los ratones", dijo.la concordancia entre especies es extremadamente emocionante y abre nuevas puertas a la experimentación que otros grupos de investigación no están buscando activamente ".
Entre los genes que respondieron al desafío social estaban muchos relacionados con el metabolismo y la señalización neuroquímica. En términos generales, parecía que las células en los cerebros de los ratones desafiados pueden alterar la forma en que consumen energía y se comunican entre sí, cambios que podrían ajustar elrespuesta neuronal a futuras experiencias sociales.
Los investigadores buscaron asociaciones entre las respuestas de los genes a la experiencia social y su estado epigenético. La forma en que las diferentes regiones del ADN se empaquetan en la célula a veces denominada estructura de la cromatina puede influir en la actividad de los genes, y las llamadas modificaciones epigenéticas, cambios en esta estructura, ayudan a modificar esa actividad en diferentes situaciones.
"Descubrimos que el paisaje de cromatina está profundamente remodelado en muy poco tiempo en las regiones del cerebro que responden al desafío social", dijo Stubbs. "Esto es sorprendente porque se cree que los perfiles de cromatina son relativamente estables en los tejidos adultos con el tiempo".Debido a que tales cambios son estables, a veces se hipotetiza para reforzar las respuestas conductuales a largo plazo a la experiencia.
Stubbs y sus colegas esperan que al identificar mecanismos genómicos de comportamiento social que sean lo suficientemente básicos como para ser compartidos incluso entre especies animales relacionadas de forma distante, puedan descubrir qué mecanismos biológicos son más centrales.
"Lo más emocionante en mi opinión es usar [comparaciones entre especies] para profundizar en la respuesta compleja de una especie particular a las funciones conservadas 'centrales'", dijo, "proporcionando así hipótesis mecanicistas que podemos seguir explotandoel poder de modelos genéticos como el mouse "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica, Universidad de Illinois en Urbana-Champaign . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :