Novos insights sobre como os genes controlam o namoro e a agressão

28 de abril de 2020

Novos insights sobre como os genes controlam o namoro e a agressão

Dois novos estudos de pesquisadores da Salk mostram como genes determinantes do sexo podem mediar o comportamento em moscas-das-frutas

28 de abril de 2020

LA JOLLA—As moscas-das-frutas, como muitos animais, se envolvem em uma variedade de comportamentos de corte e luta. Agora, os cientistas da Salk descobriram os mecanismos moleculares pelos quais dois genes determinantes do sexo afetam o comportamento da mosca-das-frutas. Eles mostraram que os comportamentos de corte e agressão dos machos são mediados por dois programas genéticos distintos. As descobertas, ambas publicadas no eLife em 21 de abril de 2020, demonstram a complexidade da ligação entre sexo e comportamento.

“Namoro e agressão parecem ser controlados separadamente por esses dois genes”, diz Kenta Asahina, professor assistente no Laboratório de Neurobiologia Molecular de Salk e autor sênior dos dois artigos. “Ter comportamentos controlados por diferentes mecanismos genéticos pode trazer alguns benefícios em termos de evolução.” Em outras palavras, ele explica, uma população de moscas que está sob pressão evolutiva para competir mais – talvez devido a recursos limitados – pode desenvolver comportamentos agressivos sem afetar o namoro.

A agressividade dos machos das moscas-das-frutas é principalmente dirigida a outros machos, enquanto seus comportamentos de corte — que envolvem uma série de movimentos e canções — são direcionados às fêmeas. Ambos os comportamentos são reforçados pela evolução ao longo do tempo, porque a capacidade dos machos de competir com outros machos e atrair as fêmeas afeta diretamente sua capacidade de acasalar e transmitir seus genes.

Os pesquisadores já sabiam quais neurônios do cérebro são importantes para controlar a agressão e o namoro. Em geral, estudos sugeriram que células cerebrais especializadas chamadas neurônios P1/pC1 promovem tanto o namoro quanto a agressão, enquanto Tk-GAL4^FruM os neurônios promovem a agressão especificamente. Eles também sabiam que os dois genes determinantes do sexo infrutífero (fru) e doublesex (dsx) desempenhavam papéis fundamentais nesse comportamento. Mas a conexão entre os genes e os comportamentos não era clara.

No novo estudo, Asahina e seus colegas levantaram Drosophila moscas-das-frutas que continham versões ativáveis ​​por luz dos neurônios de corte e agressão. A equipe poderia ativar os neurônios a qualquer momento, iluminando as moscas. Em seguida, os pesquisadores alteraram os genes fru ou dsx em algumas dessas moscas machos.. Eles então desenvolveram um sistema automatizado usando aprendizado de máquina para analisar vídeos das moscas e contar com que frequência elas realizavam comportamentos agressivos ou de corte.

“Fizemos um sistema de computador para capturar comportamentos agressivos e comportamentos de namoro para contar ações com mais rapidez e precisão”, diz o colega de pós-doutorado Salk Kenichi Ishii, co-primeiro autor de ambos os novos artigos. “Colocar o programa para funcionar foi realmente difícil e demorado, mas, no final, tornou mais fácil para nós obter bons dados.”

A equipe descobriu que o dsx era necessário para a formação de neurônios indutores de corte: quando as moscas da fruta tinham a versão feminina do dsx, os neurônios de corte não estavam mais presentes. Por outro lado, fru desempenhou um papel diferente - sem esse gene, as moscas ainda poderiam ser persuadidas a realizar comportamentos de corte ativando neurônios de corte, mas o corte era direcionado tanto para machos quanto para fêmeas, sugerindo que fru era necessário para que as moscas diferenciassem entre os machos e as fêmeas. sexos. Para agressão, no entanto, os resultados foram opostos: fru, mas não dsx, foi necessário para a ativação de neurônios de agressão para causar brigas em moscas machos

“Este é um exemplo importante das diferenças neurobiológicas entre os sexos e que tipo de abordagens podemos usar para estudar comportamentos ligados ao sexo”, diz Asahina, que detém a Cadeira de Desenvolvimento Helen McLoraine em Neurobiologia.

“Acho que a parte interessante disso é entender que o sexo não é realmente uma coisa binária”, diz Margot Wohl, estudante de doutorado da UC San Diego, coautora de ambos os novos artigos. “Muitos fatores se juntam para controlar comportamentos que diferem entre os sexos.”

Como a determinação do sexo nas moscas é muito diferente da dos humanos – as moscas-das-frutas não têm hormônios sexuais, por exemplo – as novas descobertas não se aplicam a como o sexo biológico pode afetar o comportamento das pessoas. Mas Asahina diz que sua abordagem – a combinação de optogenética e manipulação de genes ligados ao sexo – pode ser útil para entender comportamentos que variam de acordo com o sexo em outros animais.

Andre DeSouza, da Salk, também foi autor de um dos dois artigos.

O trabalho foi apoiado por doações do Instituto Nacional de Ciências Médicas Gerais (GM119844); o Instituto Nacional de Surdez e Outros Distúrbios da Comunicação (DC015577); a Fundação Naito; a Sociedade Japonesa para a Promoção da Ciência; a Fundação Mary K. Chapman; e a Fundação Rose Hills.

 

Informações do jornal

 

Diário: eLife
Título: Os genes determinantes do sexo regulam distintamente a capacidade de corte e a preferência de alvo por meio de neurônios sexualmente dimórficos
Autores: Kenichi Ishii, Margot Wohl, Andre DeSouza e Kenta Asahina
DOI: 10.7554 / eLife.52701

 

Diário: eLife
Título: Papéis em camadas de isoformas infrutíferas na especificação e função de neurônios masculinos promotores de agressão em Drosophilaneurons
Autores: Margot Wohl, Kenichi Ishii e Kenta Asahina
DOI: 10.7554 / eLife.52702