Nuevos conocimientos sobre cómo los genes controlan el cortejo y la agresión

Abril 28, 2020

Nuevos conocimientos sobre cómo los genes controlan el cortejo y la agresión

Dos nuevos estudios realizados por investigadores de Salk muestran cómo los genes determinantes del sexo pueden mediar en el comportamiento de las moscas de la fruta

Abril 28, 2020

LA JOLLA—Las moscas de la fruta, como muchos animales, se involucran en una variedad de comportamientos de cortejo y pelea. Ahora, los científicos de Salk han descubierto los mecanismos moleculares por los cuales dos genes determinantes del sexo afectan el comportamiento de la mosca de la fruta. Los comportamientos de cortejo y agresión de las moscas macho, demostraron, están mediados por dos programas genéticos distintos. Los hallazgos, ambos publicados en ELIFE el 21 de abril de 2020, demuestran la complejidad del vínculo entre sexo y comportamiento.

“El cortejo y la agresión parecen estar controlados de alguna manera por separado por estos dos genes”, dice Kenta Asahina, profesor asistente en el Laboratorio de Neurobiología Molecular de Salk y autor principal de los dos artículos. “Tener comportamientos controlados por diferentes mecanismos genéticos puede tener algunos beneficios en términos de evolución”. En otras palabras, explica, una población de moscas que está bajo presión evolutiva para competir más, quizás debido a recursos limitados, puede desarrollar comportamientos agresivos sin afectar el cortejo.

La agresión de las moscas de la fruta macho es principalmente hacia otros machos, mientras que sus comportamientos de cortejo, que involucran una serie de movimientos y cantos, son hacia las moscas hembra. Ambos comportamientos se ven reforzados por la evolución a lo largo del tiempo, porque la capacidad de las moscas macho para competir con otros machos y atraer hembras afecta directamente su capacidad para aparearse y transmitir sus genes.

Los investigadores ya sabían qué neuronas del cerebro son importantes para controlar la agresión y el cortejo. En general, los estudios habían sugerido que las células cerebrales especializadas llamadas neuronas P1/pC1 promueven tanto el cortejo como la agresión, mientras que Tk-GAL4^FruM las neuronas promueven la agresión específicamente. También sabían que los dos genes determinantes del sexo, el infructuoso (fru) y el doble sexo (dsx), desempeñaban un papel clave en este comportamiento. Pero la conexión entre los genes y los comportamientos no estaba clara.

En el nuevo estudio, Asahina y sus colegas plantearon Drosophila moscas de la fruta que contenían versiones activables por la luz de las neuronas de cortejo y agresión. El equipo podría activar las neuronas en cualquier momento al encender una luz sobre las moscas. Luego, los investigadores alteraron los genes fru o dsx en algunas de estas moscas macho.. Luego desarrollaron un sistema automatizado utilizando el aprendizaje automático para analizar videos de las moscas y contar con qué frecuencia llevaron a cabo comportamientos agresivos o de cortejo.

"Hicimos un sistema informático para capturar comportamientos agresivos y comportamientos de cortejo para contar acciones de manera más rápida y precisa", dice el becario postdoctoral de Salk Kenichi Ishii, coautor de los dos nuevos artículos. "Hacer que el programa funcionara fue realmente difícil y llevó mucho tiempo, pero al final, nos facilitó obtener buenos datos".

El equipo descubrió que se requería dsx para la formación de neuronas que inducen el cortejo: cuando las moscas de la fruta tenían la versión femenina de dsx, las neuronas de cortejo ya no estaban presentes. Por otro lado, fru desempeñó un papel diferente: sin este gen, las moscas aún podían ser persuadidas para realizar comportamientos de cortejo activando las neuronas de cortejo, pero el cortejo estaba dirigido tanto a machos como a hembras, lo que sugiere que se requería fru para que las moscas diferenciaran entre los dos. sexos Sin embargo, para la agresión, los hallazgos fueron opuestos: se requería fru pero no dsx para que la activación de las neuronas de agresión causara peleas en las moscas macho.

"Este es un ejemplo importante de las diferencias neurobiológicas entre sexos y qué tipo de enfoques podemos usar para estudiar comportamientos relacionados con el sexo", dice Asahina., quien ocupa la Cátedra de Desarrollo Helen McLoraine en Neurobiología.

“Creo que la parte interesante de esto es comprender que el sexo no es realmente algo binario”, dice Margot Wohl, estudiante de doctorado de UC San Diego, coautora de los dos nuevos artículos. “Muchos factores se unen para controlar comportamientos que difieren entre los sexos”.

Dado que la determinación del sexo en las moscas es muy diferente a la de los humanos (las moscas de la fruta no tienen hormonas sexuales, por ejemplo), los nuevos hallazgos no se trasladan a cómo el sexo biológico puede afectar el comportamiento de las personas. Pero Asahina dice que su enfoque, la combinación de optogenética y manipulación genética ligada al sexo, puede ser útil para comprender los comportamientos que varían según el sexo en otros animales.

Andre DeSouza de Salk también fue autor de uno de los dos artículos.

El trabajo fue apoyado por subvenciones del Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales (GM119844); el Instituto Nacional de la Sordera y Otros Trastornos de la Comunicación (DC015577); la Fundación Naito; la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia; la Fundación Mary K. Chapman; y la Fundación Rose Hills.

Información del diario

Diario: ELIFE
Título: Los genes determinantes del sexo regulan claramente la capacidad de cortejo y la preferencia de destino a través de neuronas con dimorfismo sexual
Autores: Kenichi Ishii, Margot Wohl, Andre DeSouza y Kenta Asahina
DOI: 10.7554 / eLife.52701

Diario: ELIFE
Título: Roles estratificados de isoformas infructuosas en la especificación y función de las neuronas promotoras de la agresión masculina en las neuronas de Drosophilane
Autores: Margot Wohl, Kenichi Ishii y Kenta Asahina
DOI: 10.7554 / eLife.52702