作者:Daniel F. Simola 来源:《科学》 发布时间:2016/1/4 14:51:07
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躁郁症药物再造蚂蚁

 

佛罗里达弓背蚁中的未成年工蚁(左)和成年工蚁   图片来源:Riley J. Graham

无论觅食、照顾幼小,还是守卫巢穴,木匠蚁中的工蚁为它们的蜂王和蜂群无私地辛苦工作着。如今,生物学家阐明了如何对一些工蚁的DNA进行微小化学修饰,让它们更加勤劳地工作,或者改变其在蚂蚁社会中所承担的职务。

工蚁的主要工作是觅食。美国宾夕法尼亚大学计算生物学家Daniel Simola和同事发现,未成年工蚁的觅食次数要比成年工蚁多,并且能快速地开展这一工作,尤其是在它们非常年幼时。目前尚不明确成年工蚁所做的事情,尽管一些科学家提出,考虑到它们的大小,成年工蚁可能是守卫巢穴或搬运大的食物。Simola和同事测试了表观遗传学上的差异是否导致了这种分工。

研究表明,组蛋白中一种名为乙酰基的化学个体在数量上的变动可能非常重要。组蛋白充当了DNA的“脚手架”,而乙酰化看上去使组蛋白同DNA的关系出现松动,从而使附近基因更加活跃。

Simola利用影响在组蛋白上添加或移除乙酰基的化学物质,治疗了不同群体的未成年和成年工蚁。一种治疗抑郁狂躁型忧郁症的情绪稳定药物抑制了移除乙酰基的组蛋白去乙酰化酶,从而使基因活性减弱。另一种化学物质抑制了一种增加乙酰基的酶。当一种治疗方法在蚂蚁中引发更多的组蛋白乙酰化时,未成年蚂蚁跃跃欲试地加入到寻找食物的行列中,甚至开始承担侦查任务,寻找新的地方觅食。年轻的成年工蚁也开始有规律地觅食和侦查,而这些事情是它们通常不会做的。研究团队日前在《科学》杂志网络版上报告了这一发现。“我们能重新编程蚂蚁的行为。”Simola表示。

此项研究证实了组蛋白乙酰化的威力。“DNA甲基化几乎变成了表观遗传学的同义词。”佐治亚大学昆虫遗传学家Brendan Hunt表示,“此项研究为诸如组蛋白修饰等其他表观遗传学标记的重要性带来了必要的关注。”(来源:中国科学报 宗华)

 
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