摘要: 美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)科學(xué)家近日發(fā)表研究報(bào)告稱，他們可以通過藥物控制螞蟻的遺傳活動(dòng)從而改變工蟻的行為。 研究發(fā)現(xiàn)，組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶對(duì)螞蟻的社會(huì)行為的建立起到非常關(guān)鍵的作用。通過注射某種抑制類藥物，可以改變工蟻的覓食行為。 據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)科學(xué)...
美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)科學(xué)家近日發(fā)表研究報(bào)告稱，他們可以通過藥物控制螞蟻的遺傳活動(dòng)從而改變工蟻的行為。
研究發(fā)現(xiàn)，組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶對(duì)螞蟻的社會(huì)行為的建立起到非常關(guān)鍵的作用。通過注射某種抑制類藥物，可以改變工蟻的覓食行為。
據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)科學(xué)家近日在《科學(xué)》期刊發(fā)表研究報(bào)告稱，他們可以通過藥物控制螞蟻的遺傳活動(dòng)從而改變工蟻的行為。研究人員認(rèn)為，由于機(jī)理相同或相似，這一發(fā)現(xiàn)表明同樣的方法也可以對(duì)其它動(dòng)物實(shí)施行為調(diào)整和控制，甚至也有可能實(shí)現(xiàn)對(duì)人類行為的控制。
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)螞蟻大腦的重新編程，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)科學(xué)家謝莉-伯杰教授帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)對(duì)表現(xiàn)遺傳學(xué)控制進(jìn)行了深入的研究。表現(xiàn)遺傳學(xué)控制可以對(duì)某種遺傳基因進(jìn)行打開或關(guān)閉，同時(shí)又不會(huì)造成DNA的永久性改變。研究人員發(fā)現(xiàn)，通過對(duì)這一層的遺傳控制，可以對(duì)螞蟻大腦進(jìn)行再編程，從而改變它們的覓食行為。
工蟻群體主要由兩種工蟻組成，大工蟻體型較大、身材健壯;頭部碩大，下頜骨強(qiáng)大有力。它們可以拖動(dòng)較大的食物，并負(fù)責(zé)對(duì)抗對(duì)外敵入侵。小工蟻體型較小，是一種更聰明的工蟻，它們會(huì)組織、雇傭其它工蟻干活。小工蟻的數(shù)量較多，與大工蟻的比例約為二比一。
在此前的研究中，組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶被認(rèn)為與老鼠的記憶和學(xué)習(xí)能力有關(guān)。
通過增加和移除這些化學(xué)信息，身體可以進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，決定該如何表達(dá)基因，從而有效地調(diào)節(jié)基因的開和閉。
伯杰教授的研究團(tuán)隊(duì)此前研究發(fā)現(xiàn)，表現(xiàn)遺傳學(xué)控制可以決定一只螞蟻究竟是大工蟻還是小工蟻。換句話說，同樣的基因，可以生成兩種螞蟻，但是通過外部控制可以確定它們究竟是大工蟻還是小工蟻。此前的相關(guān)研究表明，在小工蟻群體中，關(guān)于大腦成長(zhǎng)的基因更加活躍。為了自我保護(hù)，細(xì)胞內(nèi)的DNA是緊密地包裹在一起的，DNA核酸鏈周圍包裹著組蛋白。通過一種被稱為乙?；饔玫幕瘜W(xué)過程，清理DNA核酸鏈周圍空間，讓DNA核酸鏈暴露出來，從而使得基因更容易被讀寫和轉(zhuǎn)錄。通過增加和移除這些化學(xué)信息，身體可以進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，決定該如何表達(dá)基因，從而有效地調(diào)節(jié)基因的開和閉。
研究人員發(fā)現(xiàn)，這種類型的表現(xiàn)遺傳學(xué)修正可以用來改變螞蟻的行為。研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人之一、賓夕法尼亞大學(xué)生物學(xué)家丹尼爾-希莫拉表示，“研究成果表明，螞蟻具有行為延展性特征。其它的動(dòng)物也可以通過組蛋白修正實(shí)現(xiàn)表現(xiàn)遺傳學(xué)方式的調(diào)節(jié)。”當(dāng)研究人員向小工蟻喂食一種可以抑制乙?；鶑慕M蛋白上剝離的藥物后，這些小工蟻會(huì)變得更善于覓食，而且能夠覓得更多食物。而當(dāng)研究人員喂食另一種可以阻礙乙?；饔玫乃幬飼r(shí)，這些小工蟻覓食成果則小得多。對(duì)于大工蟻來說，抑制類藥物不會(huì)對(duì)它們的覓食行為產(chǎn)生變化。但是，當(dāng)研究人員向成年大工蟻的大腦中注射抑制劑時(shí)，大工蟻的覓食能力大增，已達(dá)到與小工蟻相似的水平。
同樣的基因，可以生成兩種螞蟻，但是通過外部控制可以確定它們究竟是大工蟻還是小工蟻。
研究人員還發(fā)現(xiàn)，只需要一次性注射抑制劑，就足以讓大工蟻保持小工蟻的覓食水平長(zhǎng)達(dá)50天。對(duì)于年幼螞蟻的大腦來說，還有一個(gè)重要的成長(zhǎng)窗口，即“脆弱性表現(xiàn)遺傳窗口”，在此窗口期，年幼螞蟻更容易受到周圍環(huán)境因素的影響。一個(gè)關(guān)鍵的因素就是組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶，這種酶可以向組蛋白添加乙?；Ｔ诖饲暗难芯恐?，組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶被認(rèn)為與老鼠的記憶和學(xué)習(xí)能力有關(guān)。伯杰教授表示，“從哺乳動(dòng)物研究角度來看，很明顯這是一種與學(xué)習(xí)和記憶有關(guān)的重要蛋白質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶對(duì)螞蟻的社會(huì)行為的建立起到非常關(guān)鍵的作用?！?/p>
