Трехмерная структура ДНК и дружелюбие. Как хроматин влияет на поведение собак

Новое исследование, проведенное учеными из Венгрии, выявило важную роль пространственной структуры хроматина в эволюции социального поведения собак. Хроматин, который является компактной формой ДНК, не только отвечает за упаковку генетического материала, но и влияет на экспрессию генов, связанных с дружелюбным поведением, сформировавшимся в результате одомашнивания.

Исследования показывают, что поведение, связанное с общительностью, формируется под влиянием множества факторов, включая генетические взаимодействия, окружающую среду и жизненный опыт. В 2017 году профессор Принстонского университета Бриджетт фон Холдт и её команда выявили связь между изменениями в гене GTF2I у собак и синдромом Вильямса-Бурена у людей, который характеризуется повышенной общительностью и специфическими черепно-лицевыми аномалиями.

«Этот ген играет роль в развитии нейронов и путей, связанных с тревожностью и общительностью, и, вероятно, является ключевым фактором, определяющим дружелюбное поведение, сформировавшееся в результате одомашнивания».

• Бриджетт фон Холдт, ведущий автор публикации в BMC Genomics

Команда исследователей изучила, как различные генетические варианты GTF2I, включая древний волкоподобный и более современные варианты, влияют на его функцию и трехмерную структуру хроматина. Эти варианты происходят от ретротранспозонов — мобильных элементов ДНК, которые могут изменять пространственную организацию генома и, следовательно, влиять на экспрессию генов.

Учёные сосредоточились на интронном участке гена, который, хотя и не производит белок, может играть ключевую роль в формировании петли хроматина и изменять экспрессию связанных генов. Для исследований использовались образцы ствола мозга домашних собак, предоставленные для научных целей после эвтаназии по медицинским показаниям.

«Мы обнаружили, что древние и современные варианты GTF2I по-разному влияют на форму петли хроматина, что, вероятно, сказывается на регуляции внеклеточного матрикса и других связанных процессов».

• Дхрити Тандон, первый автор исследования

Исследование показало, что наличие или отсутствие ретротранспозона влияет на образование петли ДНК, присутствующей у волков, но отсутствующей у собак. Это различие может объяснять разницу в нейрокогнитивных профилях и социальном поведении этих двух видов.

Исследователи надеются, что их результаты помогут лучше понять, как трехмерная структура хроматина влияет на поведение, открывая новые перспективы для изучения эволюции и генетики социальных признаков.