雌雄打架方式各异，源于fruitless基因

　　

生物通报道：像女孩子那样打架还是像男孩子那样打架？最近来自霍华德休斯医学院（HMS）和维也纳分子病理学研究所的研究人员通过研究果蝇神经系统，发现这种行为由一种叫做“fruitless”基因决定。已知fruitless是性别行为差异（sexual differences in behavior）的关键因素。这种发现无疑是果蝇动物模型在研究进攻生物学（biology of aggression）以及神经系统引发不同行为的一个里程碑。研究结果刊登于11月19日Nature。

“进攻是一个严肃的社会问题，是与生理和遗传相关的问题，”文章合作者、HMS神经生物学教授Edward Kravitz（果蝇战斗模型发明人）说，“我们希望弄清这些，我找不到比果蝇更好的研究系统了。”

所提到的fruitless基因在雄性求爱期时（courtship）发挥重要作用。在果蝇神经系统中，大约2％的神经元广泛分布多种雄性特异蛋白的基因。这些蛋白对于果蝇正常求爱过程中非常重要。有研究显示缺失这些蛋白的雄性不会向雌性求爱，有时反而向雄性求爱。具有这种蛋白雄性版本基因的雌性表现出雄性行为，向其它雌性求爱。

新研究发现fruitless基因也决定另一种性别特异行为——战斗方式。比如，一般雌性打架都是以头抵撞和推挤。雄性更倾向于刺，它们依赖后腿跳跃，在下降的同时收缩前腿，冲向来不及后退的对手。

如果将雌性和雄性果蝇的这种蛋白的基因互换，会发现带有雌性版本基因的雄性果蝇会采用雌性战术，大多数情况下以头抵撞和推挤。带有雄性版本基因的雌性果蝇本能地冲向对手。

研制这种性别偏移（gender-bending）果蝇开始是为了研究求爱行为，由奥地利分子病理学实验室主任Barry Dickson发明的。在Dickson的求爱行为研究中，发现带有雌性fruitless基因的雄性果蝇行为不像雄性，但也不像雌性。（基本上，求爱行为受制于不会发生变化的信息素和解剖学特征）Dickson联系Kravitz，希望战斗研究能够解决雄性行为变化这种长期存在的问题。

同时，文章合作者、Kravitz实验室博士后Steven Nilsen在对另一种fruitless突变果蝇进行分段检测时也遇到了相似的问题。所以奥地利博士后Eleftheria Vrontou将其果蝇带到波士顿果蝇战斗实验室进行研究。

在过去的五年中，Kravitz'实验室研究人员给果蝇战斗方式做出了系统评分标准，以决定常态进攻方式，将来好证明基因和分子引起这些方式改变的机制。它们将雄性果蝇置于瓶盖大小食物杯上，旁边用无头的磁性果蝇装饰（活着的果蝇会飞跑，雄性果蝇将失去战斗动力）。以额外少量新鲜酵母浸汁吸引雌性果蝇战斗。果蝇的行为方式被录下来，然后研究人员慢速回放果，记录果蝇战斗时的正向和反向运动细节。

美国国家一般医学研究院(The National Institute of General Medical Sciences ，NIGMS)项目主任Laurie Tompkins说：“Ed系统地发展了果蝇可繁殖的战斗行为，为达到研究的严肃性铺平了道路。” 果蝇战斗模型是利用果蝇研究睡眠、疼痛刺激等复杂行为的新趋势。Tompkins说果蝇有惊人的genetic tricks优势，许多相关行为和反应与人类相似。

斯坦福大学生物学教授Bruce Baker评价说这项发现为研究神经回路指引了方向，Baker是首个将fruitless基因与雄性特异求爱行为联系起来的研究员。他说可以从分子细节考虑，从最初的基因和蛋白出发，到达引起我们对某种刺激做出反应的神经系统。这种研究在行为系统神经科学研究（systems neuroscience studies of behavior）和单一神经元、轴突等现代分子神经科学研究之间架了一座桥。（生物通记者 子元）