Ген совокупляется со звуком

Спаривание в животном мире – довольно сложный ритуал, не ограничивающийся одним лишь совокуплением. Необходимо сначала найти, потом выбрать и наконец – совокупиться с выбранной особью. Многоходовка регулируется всеми органами чувств. Американские и канадские учёные детально изучили роль слуха в этом процессе на примере мышей, нашли гены, отвечающие за сексуальные вопли, и научились регулировать звуки с помощью генных манипуляций.

Считается, что основную информацию, регулирующую сексуальное поведение грызунов, те получают с помощью обоняния – это многочисленные феромоны и другие молекулы, выделяемые с мочой.

На условном втором месте расположился ультразвук – высокочастотные колебания, используемые грызунами при общении на коротких дистанциях. Так что мыши в какой-то степени тоже «любят ушами».

Такие звуки нельзя услышать с помощью человеческого уха, зато можно зарегистрировать на микрофон и проанализировать на компьютере. Из-за выявленной структуры учёные назвали их «чирик – подобными». Количество и «плотность» коротких последовательностей во всей «песне» самцов и самок можно использовать для оценки важности и силы эмоций.

Хотя об этих «посланиях» пока мало что известно, ученые связывают их с взрослением мышат и сексуальным поведением; прежде уже удавалось добиться даже воспроизведения этих звуков с помощью мочи и феромонов. Редактировать ультразвуковые «песни» прежде также удавалось – с помощью окситоцина, вазопрессина, серотонина и эндоканнабиноидной системы. Мутации мю-опиоидных рецепторов приводили к уменьшению числа звуков, издаваемых мышатами при разлуке с матерью, что недавно было повторено и на обезьянах.

На этот раз Джеффри Бургдорф из американского Северо-Западного университета и Хаорань Ван из канадского Университета Торонто не только достоверно связали мышиные песни с сексуальными играми, но и выяснили роль некоторых рецепторов нервной системы в этом комплексном поведении.

Работа учёных, опубликованная в последнем номере PLoS ONE, имеет не только зоологическое содержание. Хотя у человека отсутствует способность различать ультразвук, зато система поощрения и удовольствия в нервной системе «завязана» на те же медиаторы и рецепторы. Но у мышей, в отличие от человека, с генами этих рецепторов можно поработать – выключить или усилить.

Между людьми и мышами нашлось и немало отличий. Это самцы человека готовы петь своим возлюбленным серенады, пытаясь добиться расположения избранниц. Самцы мышей в стадии знакомства, до спаривания, обычно издают лишь короткий простой свист или непродолжительный составной. Зато после совокупления они переходят на куда более сложные «песни». При возрастании интенсивности спариваний растет также число и сложность звуков.

По одному «выключая» различные гены, Ван и его коллеги смогли «упростить» мышиные песни, показав тем самым роль того или иного гена в сексуальном общении.

В область интереса учёных попали рецепторы к ацетилхолину и дофамину – медиаторам нервной системы. Этот выбор объясняется тем, что дофамин – основной регулятор удовольствия, функционирующий, в основном, в участках головного мозга, отвечающих за поощрение. Эффекты ацетилхолина значительно многообразней, поскольку он встречается в синапсах всего организма; в данном случае он интересовал ученых как модулятор действия дофамина.

Добиться воздержания от самцов и самок коррекцией нервной системы не удалось, однако мышиные «песни» значительно менялись. В частности, выключение генов рецепторов к ацетилхолину М2 и М5 (исторически они называются мускариновыми) уменьшало количество криков, а кроме того, их продолжительность и частотный спектр. Модификации в Д2, рецепторе к дофамину, привели к снижению продолжительности звуков, но не изменили остальные характеристики. Не влияющим на песни остался лишь М4 – его мутации никак не сказались на общении грызунов.

В исследовательской работе не обошлось без наркотиков. Ван и его коллеги обнаружили, что амфетамин, активирующий работу дофаминэргической системы, в небольших концентрациях вызывает мышиное пение. Правда этот эффект исчезал у мышей с дефектными М5, усиливающими работу дофаминовых нейронов.

Как отметили зоологи, подобные звуки играют важную роль не только в сексуальном поведении, но и в более сложном взаимодействии со всей популяцией или общиной – социальном вознаграждении и даже социальной памяти.

Авторы рассчитывают, что их исследования лягут в основу новой системы тестирования лекарственных препаратов, влияющих на поведение. Возможно, вскоре появятся и лекарства, стимулирующие или подавляющие вопли в ходе сексуальных утех. Про женские крики пока речь не идёт.