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揭秘科學家對螞蟻大腦再編程可控制其覓食行為,是什麽原因?

據國外媒體報道,目前,科學家壹項最新研究表明,螞蟻大腦完全可以“再編程”,在實驗中他們成功地改變了螞蟻的覓食行為。

美國科學家發現通過修改螞蟻基因活躍性,能夠改變木蟻的行為習性,這項發現暗示著未來可對其它動物實現行為再編程,甚至包括人類。為了對螞蟻大腦再編程,美國賓夕法尼亞大學謝莉-伯傑(ShelleyBerger)教授帶領壹支科學家小組聚焦於外遺傳控制,無需永久改變DNA便實現基因開啟與關閉。

他們發現操控基因控制層能夠對螞蟻進行再編程,改變它們的覓食行為。木蟻群是由兩種工蟻組成:主蟻是體形較大強壯、大腦袋和結實下顎的大螞蟻,它們能夠移動較大的食物,保衛蟻巢免遭攻擊;次蟻是體形較小、更擅長“策略”的小螞蟻,它們急促地四處尋找食物,招募其它螞蟻參加工作,小螞蟻的數量是大螞蟻的兩倍。

之前研究小組表明,外遺傳控制負責決定螞蟻是主蟻還是次蟻,換句話講,相同的基因負責開啟兩種類型的螞蟻,但是壹種附加等級的控制將決定它們如何形成主蟻還是次蟻。同時,研究表明次蟻大腦發育基因更加活躍。為了實現齊整性和保護性,細胞內DNA處於緊密包裹狀態,DNA鏈盤繞在類似球體的組蛋白上,就像是電話線盤繞在手指,它緊密地包裹形成較大的蛋白質復合體。

通過對組蛋白添加乙酰(這壹過程叫做乙酰化作用),將使它們分離開來,暴露出DNA鏈,允許基因更容易讀取和轉錄。通過添加和移除這種化學物質,螞蟻身體可以調控如何基因表達,尤其是提高或降低基因活躍性。研究人員發現這種類型的表觀遺傳修改可用於改變螞蟻的行為能力。賓夕法尼亞大學生物學家丹尼爾-西莫拉(DanielSimola)博士稱,該結果表明螞蟻和其它動物可實現行為展延性,通過表觀遺傳修改進行調控。

當研究小組對次蟻餵壹種藥物,它能夠抑制組蛋白乙酰基的刪除,例如:螞蟻更加主動地搜尋食物。但當他們給螞蟻餵另壹種能夠阻塞乙酰化作用的藥物,使乙酰基不被添加,它們搜尋食物的活動性將大幅降低。對於體形較大的主蟻,這種抑制藥物無法改變它們的覓食活動性,然而對未成年主蟻大腦註射壹種抑制劑,其覓食活動性將達到類似次蟻的效果。目前,這項最新研究報告發表在近期出版的《科學》雜誌上。

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