การควบคุมโดยผู้ปกครอง: นักวิจัยเรียนรู้ว่ายีนเป็นอย่างไร

คริสโตเฟอร์ เกร็กก์, Ph.D.

ภาพ: Christopher Gregg, Ph.D., รองศาสตราจารย์, Department of Neurobiology, University of Utah Health
ดู มากกว่า

เครดิต: เจน พิลกรีน

การเลี้ยงดูไม่ใช่วิธีเดียวที่พ่อแม่จะส่งผลต่อพฤติกรรมของลูกหลานของพวกเขา ยีนก็มีความสำคัญเช่นกัน และแม้ว่ายีนส่วนใหญ่ของเราจะได้รับการถ่ายทอดเป็นคู่—หนึ่งสำเนาจากผู้ปกครองแต่ละคน—แม่และพ่อก็ใช้อิทธิพลทางพันธุกรรมในวิธีที่ต่างกัน จากการวิจัยใหม่ที่นำโดยนักวิทยาศาสตร์จาก University of Utah Health ผู้ปกครองแต่ละคนมีผลกระทบต่อฮอร์โมนและสารเคมีอื่นๆ ที่ควบคุมอารมณ์และพฤติกรรมของตนเอง

Christopher Gregg, Ph.D., นักวิจัยหลักและรองศาสตราจารย์ในภาควิชาประสาทวิทยาที่ U of U Health กล่าวว่า “เรารู้สึกทึ่งจริงๆ ที่มีพื้นที่ที่ยังไม่ได้ใช้ของชีววิทยาที่ควบคุมการตัดสินใจของเรา การได้ภาพที่ชัดเจนขึ้นของปัจจัยทางพันธุกรรมที่กำหนดพฤติกรรมเป็นขั้นตอนสำคัญในการพัฒนาการวินิจฉัยและการรักษาที่ดีขึ้นสำหรับความผิดปกติทางจิตเวช เขากล่าว

ฉบับวันที่ 8 มีนาคม พ.ศ. 2565 วารสาร รายงานเซลล์ทีมวิจัยของ Gregg รายงานว่าเซลล์บางกลุ่มในสมองของหนูอาศัยเฉพาะสำเนายีนของมารดาซึ่งจำเป็นต่อการผลิตสารเคมีที่จำเป็นในสมองที่เรียกว่าสารสื่อประสาท ในเซลล์เหล่านั้น สำเนายีนของบิดายังคงปิดอยู่ อย่างไรก็ตาม ในอวัยวะอื่น ต่อมหมวกไต เซลล์บางเซลล์สนับสนุนสำเนาของยีนเดียวกันของบิดา ที่นั่น ยีนมีส่วนเกี่ยวข้องในการผลิตฮอร์โมนความเครียด อะดรีนาลีน

หลังจากระบุสวิตช์ที่ไม่คาดคิดในการควบคุมโดยผู้ปกครองของยีนตัวเดียว ทีมงานของ Gregg ได้สาธิตต่อไปว่าสิ่งนี้ส่งผลต่อพฤติกรรม พวกเขาพบว่ายีนของพ่อแม่แต่ละคนส่งผลต่อลูกชายและลูกสาวต่างกัน: การตัดสินใจบางอย่างในลูกชายถูกควบคุมโดยยีนของแม่ในขณะที่พ่อควบคุมการตัดสินใจบางอย่างในลูกสาว

ในแง่ของวิวัฒนาการ กฎระเบียบทางพันธุกรรมรูปแบบนี้อาจสะท้อนถึงลำดับความสำคัญของผู้ปกครองที่แตกต่างกัน Gregg กล่าว “ไม่ใช่ทุกคนจะมีความสนใจ ผลลัพธ์ และเอฟเฟกต์แบบเลือกได้เหมือนกัน” เขาอธิบาย “ลูกสาวจำเป็นต้องเลี้ยงลูกครอก ลูกชายมักจะแยกย้ายกันไปและจะไปสู่สภาพแวดล้อมใหม่” ด้วยเหตุนี้ ผู้ปกครองจึงอาจสนใจที่จะโน้มน้าวพฤติกรรมที่แตกต่างกันในลูกชายและลูกสาวของพวกเขา

Paul Bonthuis, Ph.D. ผู้เขียนคนแรกของหนังสือพิมพ์กล่าวว่า “การเปิดเผยอัลลีลของมารดาและบิดาของยีนเดียวกันตามแนวแกนสมองและต่อมหมวกไตอาจมีผลที่ตามมาจากพฤติกรรมที่แตกต่างกันหรืออาจเป็นปฏิปักษ์ต่อพฤติกรรมก็เป็นข้อสังเกตที่น่าสนใจ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ภาควิชาชีววิทยาศาสตร์เปรียบเทียบที่มหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ Urbana-Champaign

“แกนสมองและต่อมหมวกไตเป็นส่วนสำคัญของชีววิทยาของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่ควบคุมพฤติกรรมและส่งผลต่อความเครียด อารมณ์ เมแทบอลิซึม และการตัดสินใจ” Gregg อธิบาย เขากล่าวว่าการค้นพบนี้เป็นก้าวแรกสู่การทำความเข้าใจว่ายีนของพ่อแม่อาจส่งผลต่อพฤติกรรมที่เป็นกิจวัตรและภาวะสุขภาพที่เกี่ยวข้องในผู้คนได้อย่างไร ตั้งแต่ความเจ็บป่วยทางจิตและการเสพติดมะเร็งและโรคอัลไซเมอร์

กำหนดการตัดสินใจ

ในการศึกษาปัจจุบัน Gregg และเพื่อนร่วมงานของเขามุ่งเน้นไปที่ยีนที่เรียกว่า dopa decarboxylase ซึ่งเซลล์ประสาทจำเป็นต้องผลิตสารสื่อประสาท dopamine, serotonin และ noradrenaline ที่ควบคุมอาร์เรย์ของการทำงานจากอารมณ์ไปสู่การเคลื่อนไหว

สำเนาของยีน dopa decarboxylase ของพ่อแม่ทั้งสองมีการใช้งานในสมอง แต่ Gregg และเพื่อนร่วมงานของเขาได้เปิดเผยก่อนหน้านี้ว่าชอบสำเนาของมารดาเพียงเล็กน้อยทั่วทั้งสมอง เพื่อตรวจสอบว่ามีการแปลการตั้งค่านั้นสำหรับเซลล์หรือบริเวณสมองโดยเฉพาะหรือไม่ ทีมวิจัยได้ดัดแปลงพันธุกรรมหนูให้ติดแท็กเรืองแสงกับเอนไซม์ dopa decarboxylase—สีแดง หากมันถูกผลิตขึ้นโดยใช้ยีนที่สืบทอดมาจากแม่ ถ้าเป็นยีนจากพ่อจะเป็นสีน้ำเงิน ใช้แล้ว. จากนั้นพวกเขาสามารถดูภายใต้กล้องจุลทรรศน์เพื่อดูว่าสำเนาของยีนของผู้ปกครองคนใดทำงานอยู่

หลังจากตรวจสอบสมองของหนูทั้งหมดแล้ว พวกเขาพบ 11 บริเวณที่มีกลุ่มของเซลล์ประสาทที่ใช้เฉพาะสำเนาของยีน dopa decarboxylase ของแม่เท่านั้น ยังใช้ Dopa decarboxylase ในต่อมหมวกไต ซึ่งจำเป็นในการผลิตฮอร์โมนอะดรีนาลีนที่กระตุ้น “การบินหรือการต่อสู้” ตอบสนองต่ออันตรายหรือความเครียด ดังนั้นนักวิจัยจึงดูที่นั่นด้วย ที่นั่น พวกเขาพบกลุ่มเซลล์ที่อาศัยเฉพาะสำเนายีนที่สืบทอดมาจากพ่อเท่านั้น

เนื่องจาก dopa decarboxylase มีความสำคัญมากในการควบคุมความเครียด ความกลัว ความวิตกกังวล และการประมวลผลของรางวัล นักวิจัยต้องการทราบว่ารอยประทับนี้ทำให้ผู้ปกครองมีอิทธิพลต่อพฤติกรรมบางอย่างในลูกหลานของพวกเขามากขึ้นได้อย่างไร

เพื่อหาคำตอบ พวกเขาวิเคราะห์วิธีที่หนูมีการกลายพันธุ์ในสำเนาของยีนที่หาอาหารเป็นอาหาร หนูในการทดลองมีอิสระในการสำรวจ โดยดำเนินการกับความกลัวและแรงจูงใจที่ขัดแย้งกันให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ในป่า การเคลื่อนไหวของพวกเขาในขณะที่เสี่ยงภัย ถอยกลับไปสู่ความปลอดภัย และการหาอาหารต่อดูเหมือนจะสุ่มเป็นส่วนใหญ่ แต่ทีมของ Gregg ใช้อัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่องเพื่อค้นหารูปแบบในพฤติกรรมที่ซับซ้อน โดยการแบ่งพฤติกรรมการหาอาหารออกเป็นโมดูล พวกเขาระบุความแตกต่างทางพฤติกรรมที่เกี่ยวข้องกับสำเนายีน dopa decarboxylase ของผู้ปกครองแต่ละคน

การทดลองเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าการปิดสำเนาของผู้ปกครองในกลุ่มเซลล์ที่เลือกก็เพียงพอที่จะส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อพฤติกรรม Gregg กล่าวว่าทีมของเขามีนัยว่ายีนหลายตัวมีอคติประเภทนี้ต่อการใช้สำเนาของผู้ปกครองคนเดียว

“ฉันฝันถึงสาขาพันธุศาสตร์การตัดสินใจใหม่นี้ ซึ่งเราเปิดเผยสำเนาของยีนของผู้ปกครองอย่างเป็นระบบซึ่งควบคุมการตัดสินใจและการกระทำที่เฉพาะเจาะจงในบริบทเฉพาะ” Gregg กล่าว การศึกษาดังกล่าวอาจนำนักวิจัยไปสู่เซลล์และวงจรประสาทที่มีบทบาทพฤติกรรมที่ไม่เคยรู้จักมาก่อน

# # #

นอกจาก Gregg และ Bonthuis แล้ว ผู้ทำงานร่วมกัน ได้แก่ Susan Steinwand, Cornelia N. Stacher, Jared Emery, Wei-Chao Huang, Stephanie Kravitz และ Elliott Ferris จาก U of U Health

งานวิจัยได้รับการสนับสนุนโดยสถาบันสุขภาพแห่งชาติและตีพิมพ์ว่า “การประทับจีโนมแบบ noncanonical ในระบบโมโนเอมีนเป็นตัวกำหนดการทำงานของสมองและต่อมหมวกไตตามธรรมชาติ” ใน รายงานเซลล์.

เกี่ยวกับมหาวิทยาลัยยูทาห์เฮลท์

University of Utah Health จัดหายาชั้นแนวหน้าและมีความเห็นอกเห็นใจสำหรับพื้นที่อ้างอิงที่ครอบคลุม 10% ของสหรัฐอเมริกา รวมถึงไอดาโฮ ไวโอมิง มอนแทนา และเนวาดาส่วนใหญ่ U of U Health ศูนย์กลางการวิจัยและการศึกษาด้านวิทยาศาสตร์สุขภาพในภูมิภาคนี้มีองค์กรวิจัยมูลค่า 428 ล้านดอลลาร์ และฝึกอบรมแพทย์ส่วนใหญ่ของ Utah รวมถึงผู้ให้บริการด้านสุขภาพมากกว่า 1,250 รายในแต่ละปีที่ Schools of Medicine and Dentistry and Colleges of Nursing , ร้านขายยาและสุขภาพ. ด้วยพนักงานมากกว่า 20,000 คน ระบบประกอบด้วยคลินิกชุมชน 12 แห่ง และโรงพยาบาล 4 แห่ง เป็นเวลาสิบปีติดต่อกัน U of U Health ได้รับการจัดอันดับให้เป็นหนึ่งในศูนย์การแพทย์เชิงวิชาการ 10 อันดับแรกของสหรัฐฯ ในการศึกษาด้านคุณภาพและความรับผิดชอบ


(Visited 1 times, 1 visits today)

Be the first to comment

Leave a comment

Your email address will not be published.


*