近日，中國科學(xué)院上海營養(yǎng)與健康研究所李海鵬研究組在iScience期刊發(fā)表了題為“Sociability genetically separable from social hierarchy in amniotes”的研究論文。研究結(jié)果表明社交能力與社會分化的形成在遺傳上是解耦合的，為進(jìn)一步研究人類社會性復(fù)雜表型的形成、社會性/非社會性生物的進(jìn)化提供了重要線索。
社交能力（sociability）和社會分化（social hierarchy）的能力是人類和許多社會群體的關(guān)鍵特征，是人類社會性形成、個體間互補(bǔ)合作的基礎(chǔ)。目前學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為，社交能力與社會分化在遺傳上是密不可分的，因此研究人員往往通過檢測社會行為相關(guān)基因來研究社會分化的遺傳調(diào)控，然而這一假設(shè)卻與在進(jìn)化過程中觀察到的社會性與非社會性的多次轉(zhuǎn)變相互矛盾。因此對社交能力與社會分化形成的遺傳基礎(chǔ)進(jìn)行研究尤其重要。
PAS1是Lhx2基因的增強(qiáng)子，位于其上游的非編碼區(qū)。Lhx2基因最早由摩根實驗室在一百多年前發(fā)現(xiàn)，即黑腹果蠅的無翅apterous基因。Lhx2作為大腦發(fā)育的關(guān)鍵調(diào)控因子，以往對其的研究集中于各個關(guān)鍵信號通路和對中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的調(diào)控方面。此次研究發(fā)現(xiàn)，增強(qiáng)子PAS1是羊膜動物社會分化不可或缺的調(diào)控元件，PAS1敲除小鼠的純合子完全喪失了社會分化能力，而PAS1敲除小鼠的雜合子、袋鼠/雞PAS1敲入小鼠的純合子則能夠建立穩(wěn)定的社會等級。本研究同時發(fā)現(xiàn)，在所有PAS1突變小鼠中都觀察到有社交能力和社交新穎性偏好，與野生型一致。進(jìn)一步的行為學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，PAS1敲入小鼠與野生型小鼠相比，具有更顯著的社交需求傾向，未發(fā)現(xiàn)PAS1突變小鼠在攻擊性、嗅覺、應(yīng)激傾向和日常行為（如筑窩、進(jìn)食、睡覺）方面與野生型小鼠有顯著差異。基于這一小鼠模型，研究人員進(jìn)一步模擬了進(jìn)化過程中非社會到社會性轉(zhuǎn)變的動態(tài)過程，發(fā)現(xiàn)當(dāng)具有穩(wěn)定社會等級的小群體首次出現(xiàn)時，相關(guān)功能等位基因在整個群體中的頻率應(yīng)為0.373 – 0.536。因此，社交能力與社會分化解耦合的遺傳機(jī)制，保證了非社會性物種即使喪失了形成社會分化的能力，其社交能力也足以保證尋找配偶與繁育后代，使物種得已延續(xù)。
中國科學(xué)院上海營養(yǎng)與健康研究所博士畢業(yè)生林欣為該論文第一作者，研究員李海鵬為該論文通訊作者。該研究得到了上海市東方英才拔尖項目的資助，同時也得到了中國科學(xué)院上海營養(yǎng)與健康研究所周犇研究組、華東師范大學(xué)腦功能基因組學(xué)教育部重點實驗室潘逸萱研究組的大力支持。
文章鏈接：https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(25)01191-5
圖：PAS1增強(qiáng)子對社交能力與社會分化的遺傳調(diào)控機(jī)制示意圖
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