Aggressionsde-eskaleringsgen identificeret i frugtfluer

De hjernemekanismer, der forårsager aggressiv adfærd, er blevet grundigt undersøgt. Langt mindre forstået er de processer, der fortæller kroppen, hvornår det er tid til at stoppe med at kæmpe. Nu identificerer en ny undersøgelse fra Salk-forskere et gen og en gruppe celler i hjernen, der spiller en afgørende rolle i at undertrykke aggression hos frugtfluer.

Resultaterne, offentliggjort i Science Advances den 7. september 2022, har konsekvenser for lidelser som Parkinsons sygdom, som nogle gange kan forårsage adfærdsændringer som øget aggression og kamplyst.

"Vi har fundet en vigtig mekanisme i hjernen, der normalt forhindrer os i at udtrykke høje niveauer af aggression," siger seniorforfatter Kenta Asahina, assisterende professor i Salks Molecular Neurobiology Laboratory. "Selvom vores resultater er i frugtfluer, kan den samme mekanisme være på spil hos mennesker, i det mindste på molekylært niveau, hvilket kunne hjælpe bedre med at forklare en lang række psykiatriske sygdomme."

De-eskalering, eller evnen til at beslutte, hvornår det er tid til at stoppe med at kæmpe, er en vital adfærd for overlevelse, fordi den giver dyr mulighed for at tilpasse deres aggressivitet i overensstemmelse med omkostningerne og fordelene ved et møde med en rival – på et bestemt tidspunkt, fortsætter med at kamp er ikke længere det værd. At mærke, hvornår det er tid til at deeskalere, er komplekst, fordi der ikke er en åbenlys trigger, såsom den måde, hvorpå mæthed får et dyr til at holde op med at spise.

Til undersøgelsen sammenlignede forskere adfærden hos normale frugtfluer (Drosophilia) og frugtfluer, der mangler forskellige gener af interesse. Specifikt undersøgte de, hvor ofte hanfluer kastede sig mod andre hanner, en typisk aggressiv adfærd hos denne art. De fandt ud af, at fluer, der mangler et gen kaldet nervy, var betydeligt mere aggressive end deres normale modstykker.

Nervegenet er faktisk ikke involveret i dyrets øjeblik-til-øjeblik beslutning om at stoppe med at kæmpe. Det hjælper snarere med at give fluen evnen til at reagere på miljømæssige signaler (sandsynligvis fluens tidligere erfaringer med andre individer), siger forskerne.

"Nerves funktion er at indstille nervesystemet på en sådan måde, at dyr er klar til at stoppe med at kæmpe, når det rigtige signal kommer," siger førsteforfatter Kenichi Ishii, en tidligere postdoc i Asahinas laboratorium.

De fluer, der manglede nervøsitet, indledte ikke mere aggressive interaktioner ved at jagte andre fluer. De var simpelthen mere tilbøjelige til at vælge at kæmpe i løbet af et normalt møde.

Forskere brugte derefter enkeltcelle-sekventering til at se på, hvordan andre gener blev aktiveret anderledes i fluer, der manglede nervegenet, sammenlignet med normale fluer. Dette gjorde det muligt for holdet at identificere andre gener nedstrøms fra nerve, der var involveret i udviklingen af ​​de-eskaleringsmekanismen.

"Selvom fluer er meget forskellige dyr end mennesker, kan nogle af disse mekanismer være ens i begge arter. Afdækning af det molekylære grundlag for aggression kan føre til en bedre forståelse af, hvordan aggression er involveret i visse typer psykiatriske lidelser," siger Asahina.

Selvom forfatterne også identificerede en lille gruppe celler i hjernen (neuroner), der deeskalerer kampene ved at bruge nervegenet, er mere arbejde nødvendigt for at forstå hjernekredsløbet, der holder op med at kæmpe. Til næste trin håber forskerne at kunne identificere den gruppe af neuroner, der er ansvarlige for at undertrykke aggressiv adfærd. De ønsker også at finde ud af, på hvilket udviklingsstadium nervegenet er vigtigt for at forme nervesystemet.

Andre forfattere omfatter Matteo Cortese og Maxim N. Shokhirev fra Salk; og Xubo Leng fra Washington University i St. Louis. + Udforsk yderligere

Ny indsigt i, hvordan gener styrer frieri og aggression