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早期声学经验改变鸣禽胚胎前脑的甲基化

伊利诺伊大学和纽约城市大学的研究人员最近开展了一项研究,调查早期声学经验对鸣禽基因激活的影响。他们的论文发表在Elsevier 的Neuroscience Letters 杂志上,表明早期暴露于显着的声学线索可以显着影响鸣禽的社会行为的发展。

“作为研究鸟巢中雏鸟的行为生态学家,我一直都知道幼鸟会对环境中的声音做出反应,无论是树叶的沙沙声还是父母对它们的呼唤,”马克·厄诺·豪伯 (Mark Erno Hauber) 是其中一位研究人员进行了这项研究,告诉 Medical Xpress。“然而,当我成为一名神经科学家时,我惊讶地发现鸟类神经生物学家认为雏鸟是一种听觉白板——没有能力完全听到和处理声学刺激。”

最近论文的主要作者是博士。伊利诺伊大学的 Nick Antonson 和纽约城市大学的 Moises Rivera 的学生。20 多年来,这些研究人员与 Hauber 和其他生物学研究人员合作,一直在研究鸟类的筑巢和胚胎听力。他们的研究集中在各种物种上,从牛鸟到仙女鹪鹩和斑胸草雀。

“目前的研究是因为最近,我们发现卵内斑胸草雀胚胎的听觉前脑被激活以在沉默中播放特定的歌曲,”豪伯说。“我们保留了这项研究的标本,对于目前的研究,我们评估了表观遗传标记是否也因不同的异种特定歌曲(和沉默)回放而发生可检测的改变。有趣的是,我们发现响应斑马的全基因组甲基化较少雀歌而不是异种歌曲。”

在他们最近的研究中,Hauber 和他的同事从繁殖群中取出斑胸草雀的卵并将它们放入人工孵化器中。随后,他们每天将这些鸟暴露在不同物种产生的鸟鸣中 30 分钟,总共 5 天。这些歌曲可以是同种的(即由斑胸草雀发出)或异种的(即由孟加拉雀、针尾鹬发出或只是沉默)。

在卵孵化之前,研究人员收集了鸟类的脑组织并对其进行了检查,以确定鸟类的听觉前脑中是否存在不同水平的全基因组甲基化。为了检查组织,他们使用了一种基于酶的测定法,这是一种实验室方法来测量酶活性,最初是为哺乳动物开发的,但后来在鸟类上得到了验证。

“我们的研究表明,鸟类胚胎也能听到声音——我们已经知道人类胎儿的声音,”豪伯说。“他们倾听,他们的听觉体验改变了他们的基因表达模式,这可能会改变他们以后生活的发展和社会/声学偏好。”

Hauber 和他的同事收集了有价值的新证据,表明鸣禽胚胎听觉前脑的甲基化是由早期的听觉体验介导的。他们的工作可能对理解早期接触声学刺激如何影响鸣禽的社会行为具有重要意义。

“我们现在计划申请拨款来支持我们的研究,”豪伯说。“表观遗传测序很昂贵,但有必要评估哪些基因在我们的治疗中发生了差异甲基化,以及这些基因在听力、感知、唱歌和社交行为方面的功能。”

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