КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 19-74-10041
НазваниеЭффекты формирования мозга в ювенильный период на поведение во взрослом состоянии: исследование на ручных и агрессивных крысах и лисицах
Руководитель Гербек Юрий Эмильевич, Кандидат биологических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук" , Новосибирская обл
Конкурс №41 - Конкурс 2019 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-105 - Эволюционная биология
Ключевые слова Нейрогенез, доместикация животных, социальное поведение, обучение, память,толерантность, агрессия,экспрессия генов, метилирование ДНК
Код ГРНТИ34.23.33
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Данная информация может быть опубликована на сайте Фонда в информационно-коммуникационной сети «Интернет» на русском языке
Проект направлен на исследование формирования мозга в период раннего постнатального развития и его связь с поведением во взрослом состоянии. Изменение поведения во многих случаях стоит в авангарде эволюции, также как другой её фундаментальный механизм – изменение ранних этапов онтогенеза, который может происходить как из-за внутренних, так и из-за внешних влияний. Связаны ли эти ключевые механизмы эволюции – вот важный фундаментальный вопрос данного проекта. Одной из иллюстраций их возможной связи является антропогенез, который, как считают многие современные исследователи, прошёл через этап «самодоместикации», т.е. естественного отбора на снижение агрессии и повышение коммуникативности. Одним из механизмов этого отбора является неотения (ювенилизация) – появление во взрослом состоянии черт, свойственных более ранним этапам онтогенеза. Подобные же изменения характерны для многих доместицированных животных, что делает их возможной моделью антропогенеза и изучения агрессии и коммуникативного поведения у человека. Важно, что эти черты поведения у домашних животных, также как и у человека, могут относиться не только к представителям собственного вида, но и переносится на другой вид (у человека – на животных, а у животных – на человека).
Исходная идея, определившая задачи проекта, сводится к тому, что важнейшим этапом развития поведения является ранний постнатальный период (включая адолесцентый). Поэтому поиски нейробиологических механизмов доместикации должны вестись не только путём сравнении взрослых особей доместицированных животных и их диких сородичей, но, главным образом, путём изучения более ранних периодов онтогенеза. Одним из ключевых этапов развития коммуникативного и агрессивного поведения считается адолесцентный период, а одним из важных механизмов – изменение уровня нейрогенеза в гиппокампе. Именно в этот период нейрогенез может коренным образом менять социальное поведения животного, которое будет устойчиво во взрослом состоянии. Тестирование этой идеи путём сравнения уровня генетической экспрессии у современных домашних животных, подвергавшихся в течение нескольких тысячелетий многовекторному селекционному давлению, и у их предковых форм, живущих в настоящее время, малоинформативно.
В проекте будут использованы параллельные уникальные экспериментальные модели доместикации, созданные в ИЦиГ СО РАН на серебристо-чёрной лисице (Vulpes vulpes) и серой крысе (Rattus norvegicus) длительным систематическим отбором по их реагированию на человека – на элиминацию агрессивно-трусливых реакций дикости, а лисиц даже на положительное и дружелюбное реагирование на человека. Таким отбором создана единственная в мире популяция одомашненных лисиц. Подобные же изменения в поведении наблюдают на другом виде, серой крысе, представители которого были отловлены в дикой природе.
Актуальность и значимость исследований наших уникальных селекционных моделей состоит в том, что дает возможность провести сравнительный анализ животных модельных популяций с животными исходных популяций, живущими в тот же период и в тех же условиях, чего не было сделано ни в одном исследовании.
Для исследования формирования мозга в период раннего постнатального развития и его связи с поведением во взрослом состоянии у лисиц и крыс разных поведенческих групп будет использовано несколько подходов. В исследованиях доместикации животных впервые будет предпринято сопоставление объёмов структур мозга, плотности нейронов и уровня нейрогенеза в гиппокампе, а также его молекулярно-генетических механизмов у животных в адолесцентый период развития и во взрослом состоянии.
Для этого будут применены методы МРТ и иммуногистохимического анализа, будет проанализирована экспрессия генов, связанных с нейрогенезом, в гиппокампе и окружающих его оболочках, исследовано метилирование ДНК и проанализированы различия в количестве белков, кодируемых дифференциально экспрессирующимися генами. Кроме того, будет исследовано, коммуникативное поведение, пространственные обучение и память у доместицируемых и агрессивных животных. Будет проведено воздействие на нейрогенез в гиппокампе в адолесцентный период с помощью введения витамина А и его метаболита, ретиноевой кислоты, а также проанализированы изменения поведения у взрослых животных, что поможет выявить влияние ювенильного нейрогенеза на формирование поведения у доместицируемых и агрессивных животных.
Таким образом, совокупность ожидаемых результатов позволит нам определить не только различия в развитии мозга доместицируемых и агрессивных лисиц и крыс, но и механизмы этих различий, приблизит нас к пониманию ключевых нейробиологических механизмов не только в условиях доместикации, но также во многих эволюционных ситуациях, включая эволюцию человека.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ