tg-cbmass-20121025

Néhány hete már esett szó arról, hogy a di- és trinukleotid ismétlődéseknek (mikroszatellitáknak) milyen kulcsszerepe lehet az evolúciós folyamatokban. Az akkori postban utóbbiakra kerestem példát, bemutatva, hogy milyen hatása lehet annak, ha ezen ismétlődések száma a fehérjét kódoló DNS szekvencián belül változik. Azonban számos fajban a genomot alkotó DNS nagy része nem kódol fehérjéket, így logikus, hogy számos mikroszatellita növekedése vagy csökkenése nem érinti közvetlenül a kódoló régiókat. Érintheti ellenben az egyes gének szabályozó részeit, mint hamarosan kiderül.

Logikus okokból ahhoz, hogy a genomban megjelenő kismértékű változások és génexpressziós vagy viselkedésbeli különbségek között egyértelmű megfeleltetést találhassunk, arra van szükség, hogy a vizsgált egyedek közötti genetikai különbségeket minimalizáljuk, azaz ezek lehetőség szerint azonos vagy közeli rokon fajokhoz tartozzanak. Jó példa erre, hogy míg egyes amerikai egér (Microtus) fajok (pl. prériegér) életük végéig tartó monogám kapcsolatban élnek, addig közeli rokonaikra (hegyi egerek) ez egyáltalán nem jellemző, sőt előbbiekkel szöges ellentétben az apák egyáltalán nem vesznek részt az utódgondozásban. Azt már korai vizsgálatok kiderítették, hogy a két faj között az egyik különbség a vazopresszin-1a receptor (v1ar) expressziójában rejlik, s ennek egyik lehetséges oka a szabályozó régióban található mikroszatellita hosszában felfedezhető eltérés lehet (a szociális fajokban hosszabb, míg az antiszociális fajokban rövidebb). Mivel azonban a vizsgált fajok között természetesen más genetikai eltérések is voltak, nem lehetett kijelenteni, hogy a viselkedésbeli különbség teljesen egyértelműen ehhez a dinukleotida ismétlődéshez köthető-e.

1. Ábra: A v1ar gén szabályozó szekvenciájában egy mikroszatellita található.

A kutatók segítségére sietett azonban a természetes variabilitás, hiszen, mint kiderült, a prériegerek különböző földrajzi populációi között is megfigyelhetők különbségek a V1aR szabályozó szekvenciájának szóban forgó részében, még ha nem is annyira drasztikusak, mint az egyes fajok között. S így ennek segítségével természetesen ki lehetett szűrni a genetikai "háttérzajt" és azt vizsgálni, hogy milyen hatása van önmagában a mikroszatellita méretének a gén kifejeződési területére és az egerek viselkedésére.
2. Ábra: A hosszabb dinukelotida ismétlődést hordozó hím egerek gondosabbak az utódgondozásban, mint rövid ismétlődésű társaik.

Mint az kiderült, a hosszabb ismétlődéssel rendelkezo hímek sokkal szociálisabbak és szignifikánsan több időt töltenek mind párjukkal, mind az utódok pátyolgatásával, mint rövid ismétlődéssel rendelkező rokonaik (2. ábra). Sőt, a V1aR expressziója is különbözik az egyes példányok között (3. ábra), az egyik fontos különbség pont a rágcsálók viselkedése szempontjából fontos szaglógumóban figyelheto meg.

Ezen adatok miatt különösen érdekes lehet, hogy az emberi V1aR gén szabályozó részében négy mikroszatellita is található, amelyek közül ketto egy deléció következtében hiányzik a csimpánzokból, de jelen van a párkapcsolatuk szorosságáról ismert bonobókban. Sőt, néhány megfigyelés szerint valamiféle összefüggés létezhet az autizmus és az említett ismétlődések között. Természetesen óvatosan kell bánni a nagyívű következtetések levonásával, de érdekes további vizsgálatok tárgya lehet, hogy mennyiben befolyásolja a V1aR szabályozása az emberi interakciókat.

3. Ábra: A mikroszatellita hossz és a génexpresszió között erős összefüggés van. A hosszabb szekvencia intenzívebb expressziót okoz a szaglógumóban (B vs E) és a dorzolaterális septumban (dLS) (C vs F), két olyan agyi területen, melyeket korábbi megfigyelések a viselkedéshez kapcsoltak. Ugyanakkor egyes kortikális területeken és az amygdalában csökken az expresszió (D vs G).