نهج تحرير الجينات CRISPR-Cas9 تغيير السلوك الاجتماعي للحيوانات

تلقي تقنيات التعديل الجيني الجديدة الضوء على كيفية تأثير الهرمونات على السلوك الاجتماعي لدى الحيوانات وربما البشر.
ابتكر علماء جامعة ولاية جورجيا هامستر معدلة جينيًا لدراسات علم الأعصاب الاجتماعي ووجدوا أن البيولوجيا الكامنة وراء السلوك الاجتماعي قد تكون أكثر تعقيدًا مما كان يعتقد سابقًا.

استخدم فريق من الباحثين في جامعة ولاية جورجيا بقيادة أستاذ علم الأعصاب في ريجنتس هـ. إليوت ألبيرز والأستاذ الجامعي المتميز كيم هوهمان تقنية CRISPR-Cas9 للقضاء على إجراءات مسار الإشارات الكيميائية العصبية الذي يلعب دورًا حاسمًا في تنظيم السلوكيات الاجتماعية في الثدييات. ينظم Vasopressin والمستقبل الذي يعمل عليه المسمى Avpr1a الظواهر الاجتماعية التي تتراوح من الترابط الزوجي والتعاون والتواصل الاجتماعي إلى الهيمنة والعدوان. وجدت الدراسة الجديدة ، التي نُشرت في Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) ، أن التخلص من مستقبلات Avpr1a في الهامستر ، وبالتالي القضاء على تأثير الفازوبريسين عليه ، قد غيّر بشكل كبير التعبير عن السلوك الاجتماعي بطرق غير متوقعة.

وقال ألبرز: “لقد فوجئنا حقًا بالنتائج”. “لقد توقعنا أنه إذا أزلنا نشاط الفازوبريسين ، فسنقلل من كل من العدوانية والتواصل الاجتماعي. ولكن حدث العكس.”

بدلاً من ذلك ، أظهر الهامستر بدون المستقبل مستويات أعلى بكثير من سلوك التواصل الاجتماعي مقارنة بنظرائهم الذين لديهم مستقبلات سليمة. والأكثر إثارة للاهتمام ، هو أن الفروق النموذجية بين الجنسين التي لوحظت في العدوانية قد تم القضاء عليها حيث أظهر كل من الهامستر الذكور والإناث مستويات عالية من العدوان تجاه الأفراد الآخرين من نفس الجنس.

وقال ألبرز: “هذا يشير إلى نتيجة مذهلة”. “على الرغم من أننا نعلم أن الفازوبريسين يزيد من السلوكيات الاجتماعية من خلال العمل في عدد من مناطق الدماغ ، فمن الممكن أن تكون التأثيرات العالمية لمستقبلات Avpr1a مثبطة.

“نحن لا نفهم هذا النظام كما اعتقدنا. تخبرنا النتائج غير البديهية أننا بحاجة إلى البدء في التفكير في تصرفات هذه المستقبلات عبر دوائر كاملة من الدماغ وليس فقط في مناطق معينة من الدماغ.”

كانت الهامستر المستخدمة في البحث هي الهامستر السوري ، والتي أصبحت ذات أهمية متزايدة لدراسات السلوك الاجتماعي والعدوان والتواصل. وهي الأنواع التي ظهر فيها لأول مرة تأثير الفازوبريسين على المجتمع. يقدم الهامستر نموذجًا قويًا لدراسات السلوك الاجتماعي لأن تنظيمه الاجتماعي يشبه إلى حد كبير البشر أكثر من ذلك الذي لوحظ في الفئران ، على الرغم من أن الفئران هي أكثر حيوانات المختبر شيوعًا. وأوضح هوهمان ، وهو المدير المساعد لمعهد علم الأعصاب في ولاية جورجيا ، أن الهامستر حيوانات بحثية فريدة من نوعها من نواحٍ أخرى أيضًا.

وقالت: “إن استجابتهم للضغط تشبه استجابة البشر أكثر من القوارض الأخرى. فهي تفرز هرمون الإجهاد الكورتيزول ، تمامًا كما يفعل البشر. كما أنهم يصابون بالعديد من السرطانات التي يصاب بها البشر”. إن قابليتهم للإصابة بفيروس SARS-CoV-2 الذي يسبب COVID-19 تجعلهم من فصائل القوارض المفضلة لأنهم معرضون للإصابة به مثلنا تمامًا.

قال الباحثان إن العمل باستخدام تقنية كريسبر في الهامستر كان خطوة مهمة إلى الأمام. قال ألبيرز: “لم يكن تطوير الهامستر المعدل الجيني أمرًا سهلاً”. “ولكن من المهم أن نفهم الدارات العصبية المشاركة في السلوك الاجتماعي البشري وأن نموذجنا له صلة انتقالية بصحة الإنسان. إن فهم دور الفازوبريسين في السلوك ضروري للمساعدة في تحديد استراتيجيات علاجية جديدة وأكثر فاعلية لمجموعة متنوعة من الاضطرابات العصبية والنفسية تتراوح من التوحد إلى الاكتئاب “.