Один ген полностью изменил то, как мухи влюбляются друг в друга

Ученые из Японии сумели перенести характерное брачное поведение от одного вида плодовых мушек к другому с помощью генной инженерии. Активировав определенный ген в нейронах, вырабатывающих инсулин, они смогли заставить Drosophila melanogaster демонстрировать ритуал ухаживания с подношением пищи – действие, которое этому виду ранее было несвойственно. Работа, опубликованная в журнале Science, стала первым доказанным примером того, как включение одного гена способно формировать новые нейронные связи и "перепрограммировать" поведение между видами.

Обычно самцы большинства плодовых мушек привлекают самок, создавая особые звуковые "песни" быстрыми колебаниями крыльев. Но у Drosophila subobscura выработалась другая стратегия: самцы отрыгивают еду и преподносят ее самке как брачный дар. У близких видов, например у D. melanogaster, такого поведения нет. Оба вида разделились примерно 30-35 миллионов лет назад и имеют общий ген – fruitless ("бесплодный"), который регулирует брачные ритуалы самцов. Однако используют они его по-разному: у одних закрепилось пение, у других – дарение пищи. Ученые выяснили, что у D. subobscura инсулин-продуцирующие нейроны соединены с центрами, управляющими ухаживанием, тогда как у D. melanogaster такие связи отсутствуют.

Ученые внедрили ДНК в эмбрионы D. subobscura, чтобы получить мух с белками, активируемыми теплом в определенных участках мозга. Затем они воздействовали теплом для включения разных групп клеток и сравнили мозг особей, демонстрировавших и не демонстрировавших поведение с "пищевым подарком". В итоге им удалось выявить 16-18 нейронов, вырабатывающих инсулин и мужской специфический белок FruM. Эти клетки оказались сосредоточены в области мозга, называемой pars intercerebralis.

Выводы исследования указывают на то, что для появления новых форм поведения вовсе не нужно возникновение дополнительных нейронов. Достаточно небольших генетических изменений в уже существующих нервных клетках, чтобы возникли новые модели поведения, которые со временем могут сыграть роль в формировании различий между видами.