基因決定：一夫一妻是一種「癮」？

[生物通訊]一組美國研究人員報道，動物的社會性是由基因非編碼區DNA序列的長度的微小變化決定的。研究人員認為，非編碼區長度的差異影響了大腦中關鍵受體的表達，尤其是大腦控制覓藥行為（drug-seeking behavior）的區域受體的表達。覓藥行為是指對藥物的渴求的行為表現，是在藥物依賴者的腦中存在的強烈的、不能剋制的覓葯衝動。

亞特蘭大Emory大學Yerkes研究中心的行為神經科學家Larry Young在日前於英國城市布李斯托爾舉行的第5屆國際神經內分泌學會議上公布了他的研究小組的這一發現。這些尚未發表的不同品種田鼠研究的實驗數據顯示，基因非編碼區長度不僅在種間而且在種內也有差異。

他認為這一發現為人類不同個體為什麼個性、好鬥和焦慮傾向不同提供了一個可能的解釋。

這篇研究與英國皇家學院精神病學研究院的Avshalom Caspi 最近發表在《科學》雜誌上的一篇研究相似，Caspi 的研究證明基因非編碼區尤其是啟動子序列長度的變化與受虐待兒童成年後的暴力傾向有關。啟動子是指在DNA上與RNA聚合酶結合併啟動轉錄的位點，對基因的產物無影響。

田鼠常常作為動物社會行為研究的模型，這是因為不同的田鼠品種行為上存在顯著的差異。例如，草原田鼠與山區田鼠外表幾乎完全一樣，但草原田鼠極喜群居，屬單配型，即奉行一夫一妻制，且兩性之間擔負著不同的父母責任；而山區田鼠則喜歡獨居，終生有多個交配對象，奉行一夫多妻制，對子女的養育責任全部由雌鼠擔當。

Emory大學行為神經科學研究中心的主任Thomas Insel已經證明，一種叫做後葉加壓素（vasopressin）的激素的受體－－尤其是V1aR受體亞型在兩個田鼠品種的大腦中的表達模式不同。

已知後葉加壓素對於哺乳動物社會行為的控制十分重要。「事實上，只需向動物大腦中注入後葉加壓素，就可以使動物「出雙入對」。Young說。

Young的研究小組繼而克隆並測序了草原田鼠和山區田鼠的V1aR基因，結果證明二者的V1aR基因99％序列都是相同的。1％的差異來自於草原田鼠該基因的啟動子區域有一段長約400鹼基對的序列，而山區田鼠卻沒有。

這個序列含有高度重複的元件，這些高度重複序列分散於非重複元件之間。這些重複元件被稱為微衛星，這是因為它們在進化過程中高度活躍，很不穩定，顯示出相對較高的突變頻率。

Young和他在Emory大學的同事Elizabeth Hammock 在他們的最新實驗中，，首先確定了個體草原田鼠的基因型，然後通過檢查V1aR 受體與後葉加壓素結合的模式研究了它們大腦中V1aR 基因的表達模式。

他們報道，不同個體之間微衛星長度大約有100bp的差異，個體微衛星長度的變化與V1aR 的表達模式表現為強烈的相關性。Young表示，他們還找到了證明微衛星長度變化與行為之間存在相關性的初步證據。

現在，Young的研究小組正在進行將不同長度的微衛星插入到不同種田鼠V1aR基因中的實驗，以期查明這些插入序列對受體的表達以及最終對個體行為有何影響。

在另一項獨立實驗中，研究人員還利用一個腺病毒載體將分離自單配型草原田鼠大腦一個特殊區域－－腹側蒼白球（ventral pallidum）的V1aR基因轉移到非單配型的牧場田鼠體內。

腹側蒼白球是中腦伏隔核主要纖維輸出核團之一，在藥物刺激和強化效應表達方面起著重要的作用。研究人員懷疑腹側蒼白球與動物的單配型取向也有關係。Young解釋說，之所以認為二者之間有聯繫是因為不同種單配型哺乳動物大腦中的腹側蒼白球區域都表現出V1aR的大量表達，而非單配型哺乳動物即使是與它們們親緣關係很近，也不會出項這種現象。

但腹側蒼白球與中樞神經的獎賞系統和成癮也有牽連。當嚙齒類動物被施以可卡因時，它們最終會自己學會施用可卡因，形成條件反應引起的地點偏好。換言之，這些動物偏愛它們施用可卡因的地點的環境。Young指出，所有這些行為都與腹側蒼白球的激活有關。

正常情況下，非單配型的牧場田鼠被轉移進來自單配型的草原田鼠的V1aR基因後，與它們同窩出生的野生型牧場田鼠相比，變得喜歡成雙入對的單配型關係了。至於單配型趨向還是非單配型妻趨制向，研究人員是通過觀察雄田鼠是否更喜歡與早先「同居」過的雌田鼠而不是陌生的雌田鼠在一起來衡量的。

Young認為，當草原田鼠或喜歡單配的牧場田鼠交配時，腹側蒼白球中的後葉加壓素受體被激活。」激活的V1aR使這些田鼠產生條件反應的配偶偏好。」他接受BioMedNet新聞採訪時說。

「雄田鼠沉溺於那個與之有過『關係』特殊的雌田鼠，這與大腦的獎賞系統有關。」他說。「這個與成癮和獎賞有關的大腦機制不會因藥物而進化，因為藥物只是利用這些天然的神經線路來促使動物做對它們自己有利的事。」

根據Young，人類V1aR基因也含有高度重複的微衛星序列，這很有趣，其中相當重要的一個原因就是這個基因也被懷疑是引導致獨症的候選基因。

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「既然整個基因組中遍布著如此之多的非編碼重複序列，很自然認為它們具有功能意義。」英國萊斯特大學的醫學遺傳學教授Richard Trembath認為。

生物通摘譯自BioMedNet

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