基因突变把模范田鼠丈夫变成风流浪子 加压素少记差

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基因突变把模范田鼠丈夫变成风流浪子

来源：环球科学

2016-01-18 22:09

一夫一妻制的模范草原田鼠，也存在出轨问题，而这背后是基因在作祟。



图片来源： Aubrey Kelly

橙腹草原田鼠（Prairie Vole）常被视作一夫一妻制的典范。这些可爱的小家伙与配偶建立起紧密的联系，一生只有一个伴侣，共同养育着很多后代。但是，一夫一妻制并不意味着忠贞不渝。公鼠会出轨，晃荡到邻居的领地，与其他母鼠交配。当然，并不是所有的公鼠都这样，有些公鼠会对伴侣保持忠诚，而其他的公鼠则会成为隔壁老王。

最近，美国得克萨斯大学奥斯汀分校的Steven Phelps发现这种行为差异与田鼠的基因差异有关。具体地讲，一些公鼠会遗传到某种基因变体，从而影响大脑中与地点记忆有关的区域。这种变体使田鼠的空间记忆变差，从而使它们更难记住社交地点，更易游荡到自己的领地外，遇上其他母鼠，生下私生子。

Phelps的研究是很少有人会做的：他将遗传学、神经科学、心理学和演化生物学交织在一起。研究表明，哪怕是非常细微的DNA差异，也能影响动物大脑中的分子表达，进而极大地改变了它的社会行为，从而影响其繁殖后代的成功率。这个研究是一次大胆的尝试。

自1971年，Lowell Getz首次发现橙腹草原田鼠存在长期紧密的伴侣关系以来，科学家们一直致力于研究它们的社会生活。同时，神经生物学家Sue Carter发现，这种稳定关系的维持取决于两种相关的激素:催产素和血管加压素，这两种激素同时也影响很多其他社会行为。

让我们把目光集中在血管加压素上。如同将钥匙插入锁中，血管加压素通过与其受体契合发挥作用。这种受体是至关重要的。与性关系随便的亲戚如草甸田鼠（meadow vole）相比，一夫一妻制的草原田鼠脑内该受体的水平更高。如果抑制它，你就等于切断了草原模范夫妻之间的紧密联系。而如果你把额外的受体蛋白注入到草甸田鼠的大脑内，它们会表现出类似草原田鼠的一夫一妻倾向。

早在2003年， Phelps 和Larry Young就对野生草原田鼠脑内的血管加压素受体进行过定位。 “我们为它们大脑的多样性震惊。每只动物都像雪花一样，是独一无二，” Phelps回忆道。 “我给Tom Insel看这些图片后，他笑了起来。说道，‘你这有好几个品种，或许不只是草原田鼠呢。’但不出我所料，遗传学证实，它们全都是草原田鼠。但它们之间的差异就是这么大。”

五年后，Phelps 发现大脑中名为压后皮层（RSC）的区域与空间记忆关系密切。如果公鼠RSC上的血管加压素受体少的话，它们就更有可能游荡到自己的领地外，离开自己的伴侣，进入到其他田鼠夫妇的领土内。

现在，包括研究生 Mariam Okhovat在内的Phelps的小组，已经证实大脑和行为的差异是由非常细微的基因差异驱动的。研究发现，加压素受体基因有两种，它们可以决定大脑RSC中受体的水平是高还是低。“高”型与“低”型基因之间只有四处突变差异，这些差异可作为一个整体稳定地遗传给后代。

所有这一切构成了一个非常完整的理论。有两种血管加压素受体基因——“高”的那种会让RSC中有较多受体，而另一种会让RSC中的受体较少。我们都知道发生社会行为或性行为时，大脑会释放血管加压素，且RSC与空间记忆有关。所以显而易见，这一关键区域的受体水平会影响田鼠对社交地点的记忆能力-——无论是与其他公鼠争斗，或者与其他母鼠私通。

拥有 “高”型基因的公鼠，RSC中的加压素受体更多。它们能很好地记住社交地点，花更多的时间在家，并且忠实于自己的伴侣。

与此相反，含有“低”型基因的公鼠，其大脑RSC中的受体较少。“我们认为，它们难以记住社交地点，所以就到处瞎逛了，” Phelps说。它们更容易闯入其他公鼠的领地，邂逅更多的母鼠，从而与其他母鼠发生不伦的性行为。但它们也更难守住自己的伴侣。漫游癖使它们经常出轨，同时也提高了它们被人NTR的风险。

其中关键的一点是，这两种繁殖策略都是有效的。顾家型的公鼠会花时间与伴侣在一起，生下更多的后代。而好色型的公鼠则到处拈花惹草，与其他的母鼠生下更多的后代。两者都是很有效的策略，而它们之间的相对优势可能取决于草原田鼠的种群规模。如果种群繁荣，公鼠周围有很多母鼠，那么好色型的公鼠会过得更好。而如果种群规模小，则顾家型的公鼠会做得更好。这或许能解释为什么经自然选择后，两种基因都保留了下来。

对Phelps来说，这个理论最薄弱的部分是RSC中加压素受体水平与记忆之间的关联。 “在我心里一直有个问号：大脑的改变是如何导致与领域相关的行为发生变化的，”他说道，“我们目前还不太清楚，只是有一些还算靠谱的推测罢了。”

他现在正计划先抑制田鼠大脑的特定区域，再对草原田鼠进行动物实验，观察自然环境下的行为。这或许能告诉他应该寻找哪种行为差异。之后，他希望通过编辑田鼠的DNA——尤其是那四个将“高”和“低”两种血管加压素受体基因区分开来的突变点——看看它们的行为是否会发生改变。(生物谷 Bioon.com)