دستکاری یک ژن، نحوه ابراز عشق مگس‌های میوه را تغییر داد

به گزارش ایسنا به نقل از ساینس‌دیلی، دانشمندان با روشن کردن یک ژن واحد در نورون‌های تولیدکننده انسولین با موفقیت گونه‌ای از مگس میوه (Drosophila melanogaster) را وادار به انجام مراسم هدیه دادنی کردند که پیش از این هرگز در این گونه دیده نشده بود. این مطالعه که در مجله ساینس (Science) منتشر شده است، اولین نمونه از دستکاری یک ژن واحد برای ایجاد ارتباطات عصبی جدید و انتقال رفتار بین گونه‌ها را نشان می‌دهد.

در طبیعت، اکثر مگس‌های میوه نر با ارتعاش سریع بال‌های خود برای ایجاد الگوهای صوتی یا «آوازهای عاشقانه» به دنبال جفت می‌گردند. با این حال، مگس میوهٔ زیرتیره (Drosophila subobscura) یک استراتژی بسیار متفاوت را تکامل داده است. نرهای این گونه،  غذا را برمی‌گردانند و آن را به عنوان هدیه‌ای به ماده‌ها ارائه می‌دهند. این رفتار در گونه‌های نزدیک مانند مگس میوه معمولی وجود ندارد.

این دو گونه مگس میوه حدود ۳۰ تا ۳۵ میلیون سال پیش از هم جدا شدند. هر دو دارای ژنی به نام «بی‌میوه» یا «fru» هستند که رفتار عاشقانه را در نرها کنترل می‌کند، اما از استراتژی‌های متفاوتی استفاده می‌کنند برای مثال یک گونه آواز می‌خواند و گونه دیگر هدیه می‌دهد. محققان دلیل این تفاوت را یافتند: در مگس‌های هدیه‌دهنده (D. subobscura) نورون‌های تولیدکننده انسولین به مرکز کنترل معاشقه در مغز متصل هستند، در حالی که در مگس‌های آوازخوان (D. melanogaster) این سلول‌ها جدا از هم باقی می‌مانند.

دکتر ریویا تاناکا (Ryoya Tanaka)، نویسنده اصلی و مدرس دانشکده تحصیلات تکمیلی علوم دانشگاه ناگویا، توضیح می‌دهد: هنگامی که ما ژن fru را در نورون‌های تولیدکننده انسولین مگس‌های آوازخوان برای تولید پروتئین‌های FruM فعال کردیم، سلول‌ها برآمدگی‌های عصبی طولانی ایجاد کردند و به مرکز معاشقه در مغز متصل شدند و مدارهای مغزی جدیدی ایجاد کردند که برای اولین بار رفتار هدیه دادن را در مگس‌های آوازخوان ایجاد می‌کنند.

محققان دی‌ان‌ای را وارد بدن جنین‌های مگس‌های میوه هدیه‌دهنده کردند تا مگس‌هایی با پروتئین‌های فعال‌شده با گرما در سلول‌های خاص مغز ایجاد کنند. آنها از گرما برای فعال کردن گروه‌هایی از این سلول‌ها استفاده کردند و مغز مگس‌هایی را که غذا را برمی‌گردانند و برنمیگردانند، مقایسه کردند. آنها ۱۶ تا ۱۸ نورون تولیدکننده انسولین را شناسایی کردند که پروتئین FruM مخصوص نرها را می‌سازند و در بخشی از مغز به نام پارس اینترسربرالیس تجمع یافته‌اند.

دکتر یوسوکه هارا (Yusuke Hara)، نویسنده اصلی از موسسه ملی فناوری اطلاعات و ارتباطات (NICT)، خاطرنشان کرد: یافته‌های ما نشان می‌دهد که تکامل رفتارهای جدید لزوما نیازی به ظهور نورون‌های جدید ندارد؛ در عوض، بازآرایی ژنتیکی در مقیاس کوچک در چند نورون از پیش موجود می‌تواند منجر به تنوع رفتاری شود و در نهایت به تمایز گونه‌ها کمک کند.