Ученые проследили, как по-разному развивается «мужской» и «женский» мозг

Нематоды Caenorhabditis elegans: самец и крупная самка-гермафродит. Фото: Oliver Hobert/Columbia University

В новой работе исследователи на примере круглых червей нематод выяснили, какие группы нейронов отличают мозг самок от мозга самцов, а также показали, какие процессы заставляют одинаковые нейроны вести себя по-разному в «мужском» и «женском» мозге.

Хотя нематоды — наши весьма далекие родственники, для них, так же как и для людей, характерен половой диморфизм — наличие анатомической разницы между представителями разных полов. У нематод вида Caenorhabditis elegans два пола: самки-гермафродиты с двумя половыми хромосомами (XX), которые «научились» производить сперматозоиды, и самцы, у которых половая хромосома всего одна (генетическое обозначение X0). Для сравнения: у мужчин эта пара представлена одной «целой» X-хромосомой и редуцированной Y-хромосомой.

В ранних исследованиях мало внимания уделялось тому, как пол животного влияет на его биомедицинские показатели. В новой работе группа ученых из Колумбийского университета в Нью-Йорке изучила, как пол определяет структуру связей в мозге и какие процессы на молекулярном уровне заставляют самок и самцов нематод вести себя по-разному. Статья с результатами исследования опубликована в журнале Nature.

Мозг самок-гермафродитов и самцов нематод C. elegans отличается небольшой группой нейронов, однако даже одинаковые нейроны по-разному ведут себя в «мужском» и «женском» мозге. В работе ученые сосредоточили внимание на общих для всех нематод чувствительных, вставочных и двигательных нервных клетках, разница в активности которых определяет половой диморфизм. Пометив семь пар нейронов флуоресцирующими белками, исследователи наблюдали за тем, как устроены системы связей между ними.


Нематоды Caenorhabditis elegans. Источник: Heiti Paves/Wikipedia

Анализируя коннектом — систему нейронных связей — мозга нематод, ученые выяснили, что до полового созревания в мозгу животных формируются гибридные связи между нейронами, сочетающие в себе особенности «мужского» и «женского» мозга. Кроме того, исследователи показали, что различия в системе связей в мозге влияют на половой диморфизм.

К примеру, нейроны PHB, реагирующие на химические сигналы в среде, у самцов нематод отвечали за поиск самки для спаривания, а у самок — за избегание неприятных им вкусов. В то же время у молодых самцов нематод эти нейроны также реагировали на вкусовые раздражители. Также ученые обнаружили, какие генетические механизмы регулируют созревание «мужского» или «женского» мозга.

У нематоды C. elegans относительно простой мозг, поэтому она — популярный объект исследования среди нейробиологов. На сегодняшний день ученые полностью описали ее коннектом, научились снимать на видео работу ее мозга в реальном времени и управлять активностью отдельных нейронов.
Теги:

Читать еще на Чердаке: