اپی ژنتیک: چگونه رفتار اجتماعی را می توان در مورچه ها برنامه ریزی مجدد کرد و احتمالاً انسان ها نیز

در حالی که بسیاری بر این باورند که رفتار تا حد زیادی توسط ساختار ژنتیکی و عوامل محیطی تعریف می‌شود، تحقیقات جدید نشان می‌دهد که برخی از داروها می‌توانند تأثیر دائمی و تغییر دهنده زندگی بر شخصیت فرد داشته باشند. این مطالعه که در دانشگاه پنسیلوانیا انجام شد، تغییر رفتار اجتماعی مورچه‌های نجار فلوریدا را با تزریق یک دارو به مغز آنها انجام داد که هر کدام نقش متفاوتی در کلنی بازی می‌کردند.

مستعمرات مورچه ها توسط کاست ها تعریف می شوند، مورچه های کوچکی که بزرگ می شوند تا به «پیشاهی غذا» تبدیل شوند و بزرگان به «نگهبانان کارگر» تبدیل می شوند. محققان کاملاً مطمئن نیستند که چه چیزی باعث می‌شود مورچه‌ها به یکی یا دیگری تبدیل شوند، زیرا همه مورچه‌ها در کلنی دقیقاً DNA و ترکیب ژنتیکی مشابهی دارند. به عنوان خواهر، مورچه های کارگر ماده همگی دوقلوهای همسان هستند. فقط منطقی است که چیزی خارج از ساختار ژنتیکی طبیعی - احتمالاً تأثیرات محیطی یا اپی ژنتیکی - باعث ایجاد رفتارهای اجتماعی خاصی شود.

محققان بر روی اپی ژنتیک، که مطالعه تغییرات صفت ناشی از عوامل خارجی یا محیطی است، تمرکز کردند. اپی ژنتیک شامل بررسی این است که چگونه تأثیرات محیطی ژن ها را روشن یا خاموش می کنند و چگونه سلول ها ژن ها را برای نشان دادن رفتار می خوانند. این بینشی را در مورد تأثیر عظیمی که انتخاب های زندگی ما می تواند بر DNA داشته باشد ارائه می دهد. برخی از مواردی که باعث تغییرات اپی ژنتیکی در ژن ها می شوند عبارتند از سیگار کشیدن، استرس و وزن.

دانیل سیمولا، محقق ارشد این مطالعه، محقق فوق دکتری در بخش زیست شناسی سلولی و تکاملی پن، گفت: «نتایج نشان می‌دهد که شکل‌پذیری رفتاری در مورچه‌ها و احتمالاً حیوانات دیگر، ممکن است به روش اپی ژنتیکی از طریق اصلاح هیستون تنظیم شود. بیانیه مطبوعاتی

"پرورش" در شرایط مولکولی

طبیعت در مقابل پرورش یک عبارت رایج است که تأثیر فعالیت ژن و عوامل محیطی را بر چگونگی شکل گیری یک موجود زنده مشخص می کند. با این حال، دانشمندان هنوز در تلاشند تا بفهمند که چگونه پرورش خود را در سطح مولکولی نشان می دهد. مطالعه جدید شروع به ارائه تصویر بهتری از آن می کند.

محققان مورچه‌های کوچک و اصلی مختلف را با داروهایی درمان کردند که گروه‌های استیل را از هیستون‌ها، پروتئین‌های موجود در هسته‌های سلول‌های یوکاریوتی، اضافه یا حذف کردند. آنها DNA را به نوکلئوزوم ها می سازند. هیستون‌ها در نحوه تنظیم ژن‌ها نقش دارند و بنابراین به عنوان یکی از عواملی که نحوه رفتار مورچه‌های نجار را تعیین می‌کنند، مشخص شده‌اند. از آنجایی که آنزیم‌ها و پروتئین‌ها فاکتورهای ژنتیکی نیستند، سرنخ‌هایی از نحوه برنامه‌ریزی رفتار از عوامل اپی ژنتیکی ارائه می‌دهند. یکی از داروهای مورد استفاده در این مطالعه، داروی اختلال دوقطبی بود که مانع از آنزیم هیستون داستیلاز و خلاص شدن از شر گروه های استیل می شد. اما زمانی که سایر داروها باعث شدند مورچه ها استیلاسیون هیستون بیشتری را تجربه کنند، آنها جزئی تر شدند - فرآیند جستجوی آنها را افزایش دادند.

سیمولا در ویدئویی درباره این مطالعه گفت: «این نتایج تأثیر پایدار تربیت بر طبیعت را برای ویژگی‌های پیچیده‌ای مانند رفتار نشان می‌دهد و اینکه چگونه روشن و خاموش کردن چند ژن از طریق اپی ژنتیک می‌تواند به طرز عجیبی بر شخصیت فرد تأثیر بگذارد.»

شاید جالب‌تر از همه، محققان دریافتند که مغز مورچه‌های جوان در برابر دستکاری آسیب‌پذیرتر هستند. تغذیه مورچه‌های اصلی جوان با درمان با مهارکننده‌ها باعث شد تا آنها تا 50 روز مانند مورچه‌های جست‌وجوگر کوچک رفتار کنند و به «پنجره اپی ژنتیک آسیب‌پذیری» اشاره کند.

این برای انسان چه معنایی دارد؟ در حالی که محققان باید چندین مطالعه دیگر را قبل از نتیجه گیری مهم تکمیل کنند، آنها خاطرنشان می کنند که مطالعه مورچه ها گامی عالی برای حرکت رو به جلو است. شلی برگر، یکی دیگر از نویسندگان این مطالعه، گفت: مورچه ها یک مدل "خوبی" برای کشف فرآیندهای اپی ژنتیکی ارائه می دهند. گام بعدی استفاده از دستکاری اپی ژنتیک برای یادگیری بیشتر در مورد اختلالات رفتاری در انسان و اینکه چگونه حتی رژیم غذایی می تواند بر رفتار تأثیر بگذارد است.

در نهایت، این مطالعه ممکن است به دیدگاه جدیدی در مورد انعطاف پذیری رفتاری منجر شود، که تغییرات اپی ژنتیک واقعاً می تواند شکاف بین طبیعت و پرورش را پر کند. Ehab Abouheif، زیست شناس تکاملی تکاملی در دانشگاه مک گیل در کانادا، به Science Mag گفت که این تحقیق "یک مطالعه پیشگام است که یک ارتباط علی بین رفتار اپی ژنتیکی و پیچیده اجتماعی ایجاد می کند. این مکانیسم ها ممکن است بسیار فراتر از مورچه ها گسترش یابد و به ارگانیسم های دیگر با رفتار اجتماعی گسترش یابد."