Salk-forskare upptäckte en gen och en grupp av celler som förhindrar eskalerad aggression i fruktflugornas hjärnor. Kredit:Salk Institute
Hjärnmekanismerna som orsakar aggressivt beteende har studerats väl. Mycket mindre förstådda är processerna som talar om för kroppen när det är dags att sluta slåss. Nu identifierar en ny studie av Salk-forskare en gen och en grupp celler i hjärnan som spelar en avgörande roll för att undertrycka aggression hos fruktflugor.
Resultaten, publicerade i Science Advances den 7 september 2022, har konsekvenser för sjukdomar som Parkinsons sjukdom, som ibland kan orsaka beteendeförändringar som ökad aggression och stridslystnad.
"Vi har hittat en viktig mekanism i hjärnan som normalt hindrar oss från att uttrycka höga nivåer av aggression", säger seniorförfattaren Kenta Asahina, biträdande professor vid Salks Molecular Neurobiology Laboratory. "Även om våra fynd finns i fruktflugor, kan samma mekanism vara på gång hos människor, åtminstone på molekylär nivå, vilket kan hjälpa till att bättre förklara en mängd psykiatriska sjukdomar."
Deeskalering, eller förmågan att bestämma när det är dags att sluta slåss, är ett viktigt beteende för överlevnad eftersom det tillåter djur att anpassa sin aggressivitet efter kostnaderna och fördelarna med ett möte med en rival – vid en viss tidpunkt, fortsätter att kampen är inte längre värt det. Att känna av när det är dags att deeskalera är komplicerat eftersom det inte finns en uppenbar trigger, till exempel hur mättnad får ett djur att sluta äta.
För studien jämförde forskare beteendet hos normala fruktflugor (Drosophilia) och fruktflugor som saknar olika gener av intresse. Specifikt undersökte de hur ofta hanflugor gjorde ett utfall mot andra hanar, ett typiskt aggressivt beteende hos denna art. De fann att flugor som saknade en gen som kallas nervy var betydligt mer aggressiva än sina vanliga motsvarigheter.
Den nerviga genen är faktiskt inte involverad i djurets beslut att sluta slåss från ögonblick till ögonblick. Det hjälper snarare att ge flugan förmågan att reagera på miljösignaler (troligen flugans tidigare erfarenheter med andra individer), säger forskarna.
"Nervys funktion är att ställa in nervsystemet på ett sådant sätt att djur är redo att sluta slåss när rätt signal kommer in", säger första författaren Kenichi Ishii, en före detta postdoktor i Asahinas labb.
Flugorna som inte var nervösa inledde inte mer aggressiva interaktioner genom att jaga andra flugor. De var helt enkelt mer benägna att välja att slåss under loppet av ett normalt möte.
Forskare använde sedan encellssekvensering för att titta på hur andra gener aktiverades annorlunda hos flugor som saknade nervgenen, jämfört med vanliga flugor. Detta gjorde det möjligt för teamet att identifiera andra gener nedströms från nervy som var inblandade i utvecklingen av deeskaleringsmekanismen.
"Även om flugor är väldigt olika djur än människor kan vissa av dessa mekanismer vara likartade i båda arterna. Att avslöja den molekylära grunden för aggression kan leda till en bättre förståelse för hur aggression är involverad i vissa typer av psykiatriska störningar", säger Asahina.
Även om författarna också identifierade en liten grupp av celler i hjärnan (neuroner) som deeskalerar striderna genom att använda nervgenen, krävs mer arbete för att förstå hjärnkretsen som slutar slåss. För nästa steg hoppas forskarna att exakt identifiera gruppen av neuroner som är ansvariga för att undertrycka aggressivt beteende. De vill också ta reda på i vilket utvecklingsstadium nervgenen är viktig för att forma nervsystemet.
Andra författare inkluderar Matteo Cortese och Maxim N. Shokhirev från Salk; och Xubo Leng från Washington University i St. Louis. + Utforska vidare
