科學家揭示個性化的生物學根源

一些線蟲個體表現出一致的、非遺傳的行為偏差，這些偏差受到幾個神經調節系統的影響。

美國洛克菲勒大學的Stern等人通過監測單個秀麗隱桿線蟲的完整發育軌跡，發現可能存在著由神經調節因子控制的模塊化時間程序。該研究結果發表在《細胞》雜誌上。

動物行為具有不同的時間尺度：逃生行為可以在瞬間完成，而與性成熟和晝夜節律相關的長期行為則可持續數小時、數天或數年。這些時間尺度互相影響，因此對瞬時刺激作出反應的概率取決於環境、學習、動機和年齡的長期影響。動物在發育過程中產生的複雜行為模式，可能是多種個體共有的，也可能是某一個體特有的。目前，對動物行為的生物學基礎主要來自對環境和經歷進行控制的刺激範式，以及來自對個體遺傳差異的精確控制，但是很少有針對改變「基因和環境對中間時間尺度影響」的內源性狀態的研究。

研究人員通過監測單個秀麗隱桿線蟲的完整發育軌跡，並在高時空解析度下量化其行為，探究了發育程序和個體變異對行為模式的貢獻。這些測量結果揭示了在發育階段和發育階段之間存在固定的自發覓食行為的可重複軌跡。多巴胺、5-羥色胺、神經肽受體NPR-1和TGF-β肽DAF-7各自對行為軌跡具有特定的階段性效應，暗示存在由神經調節因子控制的模塊化時間程序。此外，在受控環境中長大的同基因種群中的一小部分個體具有一致的、非遺傳的行為偏差，這種偏差在整個發育過程中會持續存在。一些神經調節系統會增加或減少非遺傳的個性化的程度，從而在整個人群中塑造持續的行為模式。

總之，儘管擁有相同的基因，並在相似的環境中長大，一些線蟲個體還是表現出個性化的行為，發育中的神經系統中特定神經調節因子的變化可能會導致行為變異。

參考文獻：Cell 2017;171:1649-1662

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