Aggressionsdeeskalationsgen bei Fruchtfliegen identifiziert

Aggressionsdeeskalationsgen bei Fruchtfliegen identifiziert

Das Gen, Nervy genannt, bereitet das Nervensystem darauf vor, auf sozioökologische Signale zu reagieren und mit dem Kämpfen aufzuhören

LA JOLLA – Die Gehirnmechanismen, die aggressives Verhalten verursachen, sind gut untersucht. Weitaus weniger verstanden sind die Prozesse, die dem Körper sagen, wann es Zeit ist, mit dem Kämpfen aufzuhören. Nun identifiziert eine neue Studie von Salk-Wissenschaftlern ein Gen und eine Gruppe von Zellen im Gehirn, die eine entscheidende Rolle bei der Unterdrückung von Aggression bei Fruchtfliegen spielen.

Die Ergebnisse, veröffentlicht in Wissenschaft Fortschritte am 7. September 2022 auftreten, haben Auswirkungen auf Erkrankungen wie die Parkinson-Krankheit, die manchmal zu Verhaltensänderungen wie erhöhter Aggressivität und Kampfbereitschaft führen können.

„Wir haben einen wichtigen Mechanismus im Gehirn entdeckt, der uns normalerweise daran hindert, ein hohes Maß an Aggression auszudrücken“, sagt der leitende Autor Kenta Asahina, außerordentlicher Professor im Labor für Molekulare Neurobiologie von Salk. „Obwohl unsere Ergebnisse bei Fruchtfliegen vorliegen, könnte derselbe Mechanismus zumindest auf molekularer Ebene beim Menschen eine Rolle spielen, was dazu beitragen könnte, eine Vielzahl psychiatrischer Erkrankungen besser zu erklären.“

Deeskalation oder die Fähigkeit zu entscheiden, wann es Zeit ist, mit dem Kämpfen aufzuhören, ist ein überlebenswichtiges Verhalten, da es Tieren ermöglicht, ihre Aggressivität an die Kosten und Vorteile einer Begegnung mit einem Rivalen anzupassen – ab einem bestimmten Punkt auch weiterhin Kämpfen lohnt sich nicht mehr. Es ist komplex, zu erkennen, wann es Zeit für eine Deeskalation ist, da es keinen offensichtlichen Auslöser gibt, wie zum Beispiel die Art und Weise, wie Völlegefühl ein Tier dazu bringt, mit dem Fressen aufzuhören.

Für die Studie verglichen Wissenschaftler das Verhalten normaler Fruchtfliegen (Drosophilie) und Fruchtfliegen, denen verschiedene interessante Gene fehlen. Konkret untersuchten sie, wie häufig männliche Fliegen auf andere Männchen losgingen, ein typisches aggressives Verhalten dieser Art. Sie fanden heraus, dass Fliegen, denen ein Nervy-Gen fehlt, deutlich aggressiver waren als ihre normalen Artgenossen.

Das nervöse Gen ist nicht wirklich an der augenblicklichen Entscheidung des Tieres beteiligt, mit dem Kämpfen aufzuhören. Vielmehr hilft es dabei, der Fliege die Fähigkeit zu geben, auf Umweltreize zu reagieren (wahrscheinlich auf frühere Erfahrungen der Fliege mit anderen Individuen), sagen die Forscher.

„Die Funktion von Nervy besteht darin, das Nervensystem so einzurichten, dass Tiere bereit sind, mit dem Kampf aufzuhören, wenn das richtige Signal eingeht“, sagt Erstautor Kenichi Ishii, ein ehemaliger Postdoktorand in Asahinas Labor.

Die Fliegen, denen es an Nervosität mangelte, initiierten keine aggressiveren Interaktionen, indem sie andere Fliegen jagten. Es war einfach wahrscheinlicher, dass sie sich im Laufe einer normalen Begegnung für einen Kampf entschieden.

Mithilfe der Einzelzellsequenzierung untersuchten die Forscher dann, wie andere Gene bei Fliegen, denen das Nervy-Gen fehlte, unterschiedlich aktiviert wurden, im Vergleich zu normalen Fliegen. Dies ermöglichte es dem Team, andere Gene stromabwärts von Nervy zu identifizieren, die an der Entwicklung des Deeskalationsmechanismus beteiligt waren.

„Obwohl Fliegen ganz andere Tiere als Menschen sind, könnten einige dieser Mechanismen bei beiden Arten ähnlich sein. Die Aufdeckung der molekularen Grundlagen von Aggression könnte zu einem besseren Verständnis darüber führen, wie Aggression bei bestimmten Arten von psychiatrischen Störungen eine Rolle spielt“, sagt Asahina, Inhaberin des Helen McLoraine Developmental Chair.

Obwohl die Autoren auch eine kleine Gruppe von Zellen im Gehirn (Neuronen) identifizierten, die mithilfe des Nervy-Gens Kämpfe deeskalieren, sind weitere Arbeiten erforderlich, um den Schaltkreis im Gehirn zu verstehen, der Kämpfe beendet. Im nächsten Schritt hoffen die Forscher, die Gruppe von Neuronen, die für die Unterdrückung aggressiven Verhaltens verantwortlich sind, genau zu identifizieren. Außerdem wollen sie herausfinden, in welchem ​​Entwicklungsstadium das Nervy-Gen für die Gestaltung des Nervensystems wichtig ist.

Weitere Autoren sind Matteo Cortese und Maxim N. Shokhirev von Salk; und Xubo Leng von der Washington University in St. Louis.

Zu den wichtigsten Geldgebern zählen die National Institutes of Health (R35GM119844), der Naito Foundation Grant for Studying Overseas und das JSPS Postdoctoral Fellowship for Research Abroad.

DOI: 10.1126/sciadv.abg3203