ARRIBA: ISTOCK.COM, BSD555 <\/p>\n
Al igual que los rasgos f\u00edsicos, los rasgos de comportamiento tienen un componente hereditario y las personalidades pueden parecerse m\u00e1s a uno de los padres que el otro. Una nueva investigaci\u00f3n en ratones encuentra que los comportamientos complejos espec\u00edficos en estos animales est\u00e1n formados por genes heredados de un solo padre.<\/p>\n
No solo los alelos heredados de la madre o el padre de un rat\u00f3n se expresan en proporciones desiguales en varias c\u00e9lulas del cerebro. y el sistema suprarrenal, un fen\u00f3meno llamado impronta gen\u00f3mica, pero que expresa el alelo materno o paterno conduce a diferencias observables en el comportamiento y la fisiolog\u00eda de la descendencia, seg\u00fan un estudio publicado en Cell Reports<\/em> el 8 de marzo. Los cient\u00edficos detr\u00e1s de la investigaci\u00f3n tambi\u00e9n encontraron que los alelos maternos dan forma al comportamiento de b\u00fasqueda de alimento de la descendencia masculina, mientras que los alelos paternos dan forma al comportamiento de la descendencia femenina. Pero a\u00fan no est\u00e1 claro por qu\u00e9 y c\u00f3mo sucede esto.<\/p>\n El art\u00edculo es el resultado de nueve a\u00f1os de investigaci\u00f3n en los que el autor principal Christopher Gregg, neurobi\u00f3logo y genetista de la La Facultad de Medicina de la Universidad de Utah y otros miembros de su laboratorio desarrollaron una forma de estudiar lo que \u00e9l llama conduct\u00f3mica, que consiste en dejar que los ratones sigan con sus vidas en un entorno pseudonatural y usar un algoritmo de aprendizaje autom\u00e1tico para detectar cientos de componentes de el comportamiento en un ensayo y descubrir los efectos fenot\u00edpicos de los impulsores gen\u00e9ticos subyacentes, explica.<\/p>\n Para el nuevo estudio, pens\u00e9 que era una idea tan provocativa para probar, Gregg le dice a The Scientist,<\/em> para determinar si mam\u00e1 y pap\u00e1 estaban afectando diferentes decisiones en la descendencia.<\/p>\n Gregg explica que comenz\u00f3 a trabajar en este proyecto hace m\u00e1s de una d\u00e9cada cuando fue un postdoctorado en el laboratorio de Catherine Dulac, una molecu de la Universidad de Harvard lar bi\u00f3logo. En ese momento, la t\u00e9cnica RNAseqa utilizada para determinar y cuantificar el grado en que se expresan genes espec\u00edficos era nueva, y Gregg us\u00f3 una versi\u00f3n espec\u00edfica de alelo para revelar que para m\u00faltiples genes, es m\u00e1s probable que se exprese el alelo de un padre que el alelo. alelo del otro, aunque la tecnolog\u00eda en ese momento no pudo determinar que se trataba de un fen\u00f3meno espec\u00edfico del tipo de c\u00e9lula. En 2010, \u00e9l y Dulac publicaron un par de art\u00edculos en Science<\/em> que identificaron cientos de genes que parec\u00edan mostrar una expresi\u00f3n preferencial seg\u00fan el padre de origen, que est\u00e1 codificado en el ADN mediante marcas epigen\u00e9ticas silenciadoras de alelos. como la metilaci\u00f3n o las modificaciones de histonas.<\/p>\n Gregg decidi\u00f3 acercarse e investigar si algunos, pero no todos los tipos de c\u00e9lulas dentro de un tejido, pueden silenciar un alelo parental, demostrando finalmente en un art\u00edculo de Cell Reports<\/em> de 2015 que este parece ser el caso. Todav\u00eda no era posible determinar qu\u00e9 alelos progenitores se expresaban en un tipo de c\u00e9lula dado, solo que se estaba produciendo la expresi\u00f3n preferencial de un alelo progenitor sobre el otro. El art\u00edculo identific\u00f3 varias regiones del cerebro, muchas ubicadas dentro del hipot\u00e1lamo, que conten\u00edan genes impresos.<\/p>\n En el nuevo art\u00edculo, los investigadores utilizaron una t\u00e9cnica que permit\u00eda te\u00f1ir los alelos de los padres de un rat\u00f3n en diferentes colores. Luego seccionaron cerebros de ratones y examinaron los marcadores fluorescentes bajo un microscopio, observando que el silenciamiento de alelos variaba entre tipos de c\u00e9lulas individuales y grupos en regiones espec\u00edficas. Eso reforz\u00f3 la idea de que el silenciamiento parcial observado en estudios anteriores proven\u00eda de promediar los efectos de algunas pero no todas las c\u00e9lulas que silenciaban un alelo determinado.<\/p>\n Dulac, que no particip\u00f3 en el nuevo estudio, dice que es un hermoso demostraci\u00f3n de que, en algunas circunstancias, al menos, este sesgo parental corresponde al silenciamiento completo de algunos alelos.<\/p>\n El estudio demostr\u00f3 que las c\u00e9lulas en 14 regiones del cerebro, incluidas m\u00faltiples partes del hipot\u00e1lamo, que ayudan a coordinar el sistema endocrino, expresan espec\u00edficamente el alelo materno para el gen DOPA descarboxilasa (Ddc<\/em>) que codifica una enzima involucrada en la producci\u00f3n de varios neurotransmisores y para un segundo gen llamada tirosina hidroxilasa (Th<\/em>), que codifica otra enzima con una funci\u00f3n similar. Mientras tanto, la copia paterna de esos alelos se expres\u00f3 preferentemente en las c\u00e9lulas de la gl\u00e1ndula suprarrenal, que produce hormonas. Estos hallazgos ilustran el control materno y paterno sobre la s\u00edntesis y distribuci\u00f3n de hormonas en la descendencia, a nivel celular, a trav\u00e9s de los mismos genes, explica Gregg.<\/p>\n Cualquiera que sea el mecanismo, tiene que ser bastante complejo para explicar estos patrones.<\/p>\n Robert Feil, Instituto de Gen\u00e9tica Molecular, Montpellier-CNRS<\/p><\/blockquote>\n Lo que es inusual aqu\u00ed es la diversidad de los patrones que emergen, dice Robert Feil, un genetista molecular que estudia la mecanismos de impronta en el Instituto de Gen\u00e9tica Molecular de Montpellier-CNRS en Francia. Lo que m\u00e1s llam\u00f3 la atenci\u00f3n de Daan Noordermeer, investigador de impresi\u00f3n gen\u00f3mica del Instituto de Biolog\u00eda Integrativa de la C\u00e9lula de la Universidad Paris-Saclay, fue c\u00f3mo los patrones de expresi\u00f3n variaban de la actividad t\u00edpica de los genes: por lo general, ambos alelos parentales se expresan en el mismo c\u00e9lulas, le dice a El Cient\u00edfico<\/em> por correo electr\u00f3nico. Ni Feil ni Noordermeer participaron en el estudio.<\/p>\n Gregg dice que el siguiente paso fue averiguar qu\u00e9, si es que hab\u00eda alguno, efectos que los patrones de impresi\u00f3n ten\u00edan en comportamientos espec\u00edficos del rat\u00f3n. Para hacerlo, \u00e9l y su equipo utilizaron la conduct\u00f3mica, registrando y midiendo aspectos individuales del comportamiento de b\u00fasqueda de alimento de los ratones, que van desde el tama\u00f1o de un paso individual hasta los destinos espec\u00edficos en los que se detuvieron, y luego alimentan los datos a trav\u00e9s de un algoritmo de aprendizaje autom\u00e1tico.<\/p>\n Gregg y su equipo generaron 12 grupos de ratones: machos y hembras sin la copia materna o paterna de Th<\/em> y Ddc <\/em>, as\u00ed como controles de camada heterocigotos para cada gen. Luego grabaron en video a los ratones mientras los animales hac\u00edan lo que Gregg llama excursiones de b\u00fasqueda de alimento de casa en casa, en las que abandonan su recinto y entran en una arena conectada dise\u00f1ada para permitir comportamientos naturales como explorar y cavar en la arena en busca de comida antes de regresar. casa.<\/p>\n El recinto experimental que los ratones exploraron durante el experimento. Los ratones se encontraron por primera vez con el recinto durante una fase inicial de exploraci\u00f3n de 30 minutos, en la que se colocaron semillas sobre el parche de arena. Cuatro horas m\u00e1s tarde, regresaron para una fase de b\u00fasqueda de alimento de 30 minutos en la que las semillas fueron enterradas bajo la arena.DR. CORNELIA N. STACHER HRNDLI<\/p>\n Despu\u00e9s de que se completaron 22\u00a0679 excursiones de 426 ratones de los grupos experimental y de control, el algoritmo DeepFeats del equipo cuantific\u00f3 una multitud de medidas de comportamiento (tanto como pudimos, dice Gregg), y determin\u00f3 16 medidas que difer\u00eda seg\u00fan los alelos que se expresaran.<\/p>\n Steven Millership, un investigador de gen\u00f3mica del Imperial College London que no trabaj\u00f3 en el estudio, escribe en un correo electr\u00f3nico a The Scientist<\/em> que el art\u00edculo impresion\u00f3 a \u00e9l. [L]os autores parecen haberse tomado un tiempo considerable para establecer un modelo de b\u00fasqueda de alimento que sea lo m\u00e1s parecido posible a la naturaleza, aunque obviamente esto es muy dif\u00edcil de recrear en el entorno de investigaci\u00f3n de laboratorio (y de hecho lo aceptan), escribe. Sin embargo, este tipo de aprendizaje autom\u00e1tico del comportamiento fenot\u00edpico ciertamente se puede usar de una manera de alto rendimiento para descubrir comportamientos que de otro modo ser\u00edan extremadamente dif\u00edciles de detectar a simple vista.<\/p>\n Los resultados indican que los ratones machos se alimentan el comportamiento se alteraba cuando perd\u00edan el alelo materno de cualquiera de los genes. Tambi\u00e9n se comportaron de manera diferente si perd\u00edan el alelo paterno de cualquiera de los genes, aunque se vieron afectados menos comportamientos y en menor medida. Por ejemplo, los machos con sus alelos maternos Th <\/em> o Ddc<\/em> eliminados viajaron mayores distancias durante sus excursiones, mientras que los machos sin sus alelos paternos viajaron la misma distancia que los controles. Los ratones hembra solo se comportaron de manera diferente en una medida significativa cuando perdieron sus alelos paternos.<\/p>\n La copia del padre de Ddc<\/em> afect\u00f3 m\u00e1s fuertemente las decisiones y acciones que toman las hijas, y la copia de la madre afect\u00f3 m\u00e1s fuertemente a los hijos, dice Gregg. En cualquier caso, los alelos de mam\u00e1 y pap\u00e1 estaban afectando diferentes acciones y decisiones. Feil dice que estaba sorprendido y fascinado por el hallazgo de diferentes efectos en ratones machos y hembras, describi\u00e9ndolo como bastante nuevo.<\/p>\n Los resultados indican que existe cierto conflicto entre lo que las madres y los padres querr\u00edan para sus cr\u00edas. hacer o c\u00f3mo se comportar\u00edan, dice Dulac.<\/p>\n Feil dice que espera que los estudios futuros aclaren hasta qu\u00e9 punto el efecto difiere entre m\u00faltiples ratones con los mismos genes expresados, una distinci\u00f3n que tambi\u00e9n revelar\u00e1 si la impronta surge al azar o si hay alg\u00fan mecanismo particular que, por ejemplo, determina en este grupo particular de neuronas dopamin\u00e9rgicas que obtienes el cromosoma materno que se conserva de rat\u00f3n a rat\u00f3n.<\/p>\n Cualquiera que sea el mecanismo, tiene que ser bastante complejo explicar estos patrones, dice Feil.<\/p>\n Es una hermosa demostraci\u00f3n de que en algunas circunstancias, al menos, este sesgo parental corresponde al silenciamiento total de algunos alelos.<\/p>\n Catherine Dulac, Harvard Universidad<\/blockquote <\/p>\n Millership <\/strong>y Noordermeer <\/strong>ambos se\u00f1alan que el estudio involucr\u00f3 la eliminaci\u00f3n total de los alelos relevantes, lo que significa que puede haber efectos secundarios causados por su ausencia. en c\u00e9lulas donde normalmente se expresar\u00edan ambos alelos. Ambos dicen que ser\u00eda interesante ver una investigaci\u00f3n que elimine condicionalmente los genes solo en las c\u00e9lulas relevantes.<\/p>\n Los autores del estudio tambi\u00e9n exploraron si la expresi\u00f3n del alelo preferencial influy\u00f3 en la fisiolog\u00eda adem\u00e1s del comportamiento, en este caso centr\u00e1ndose espec\u00edficamente sobre la actividad de Ddc<\/em> expresada en cada grupo de ratones mutantes. Gregg explica que para este gen, si pierdes la copia del pap\u00e1, entonces afecta los niveles de dopamina en la orina de las hijas, pero [no hubo] ning\u00fan efecto si pierdes la copia de la mam\u00e1, lo cual es consistente con la influencia del pap\u00e1 en la fisiolog\u00eda y el comportamiento en las hijas. Por el contrario, en la descendencia masculina, la eliminaci\u00f3n de la copia materna de Ddc<\/em> afect\u00f3 los niveles de dopamina, norepinefrina y noradrenalina en la orina, pero no se observ\u00f3 tal efecto con el alelo paterno.<\/p>\n Dulac y Gregg dicen que un siguiente paso obvio es repetir el proceso observando cualquiera de los otros genes que muestran signos de impronta. \u00bfQu\u00e9 tan amplio es este fen\u00f3meno? Dulac se pregunta.<\/p>\n Tambi\u00e9n espera que los investigadores aborden la cuesti\u00f3n de qu\u00e9 impacto tiene esta expresi\u00f3n al\u00e9lica sexualmente dim\u00f3rfica preferencial a nivel de la poblaci\u00f3n, diciendo que ser\u00eda realmente interesante averiguar qu\u00e9 beneficios evolutivos tiene el fen\u00f3meno. puede conferir.<\/p>\n Es un poco extra\u00f1o, pero podr\u00eda haber razones evolutivas por las que un genoma paterno quiera influir en el comportamiento de las cr\u00edas femeninas, sugiere Feil. \u00c9l especula que el efecto de impronta sexualmente dim\u00f3rfico y su influencia en el comportamiento de la descendencia debe tener algo que ver con el \u00e9xito evolutivo de la descendencia que contin\u00faa transmitiendo el genoma a la siguiente generaci\u00f3n y que quiz\u00e1s los ratones machos desarrollaron una estrategia evolutiva diferente para hacerlo que las hembras.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" ARRIBA: ISTOCK.COM, BSD555 Al igual que los rasgos f\u00edsicos, los rasgos de comportamiento tienen un componente hereditario y las personalidades pueden parecerse m\u00e1s a uno de los padres que el otro. 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