染色质结构被发现在犬类社会行为进化中起关键作用

一项针对狗的研究发现，染色质的空间结构在社会行为的进化中起着重要作用。染色质是DNA的紧凑形式，它不仅包装遗传物质，还在基因调控中发挥着至关重要的作用。

这项发表在BMCGenomics上的研究表明，DNA的线性序列和三维结构都与狗驯化所形成的友好行为有关，为社会特征背后的分子机制提供了新的见解。

社交性等行为特征受到众多基因、基因相互作用、环境因素和个人生活经历的影响。

由于单个基因的影响很难检测到，2017年，普林斯顿大学教授布里奇特·冯霍尔特博士和她的团队在狗的GTF2I基因中发现了特定元素，这些元素与人类的威廉姆斯-伯伦综合征(WB)有关，该综合征的特征是过度社交、极度友好和颅面异常，这一发现引起了媒体的关注。

研究结果表明，狗友好度的提高与GTF2I基因的变化有关。

“该基因在神经发育和与焦虑和社交相关的通路中发挥作用，可能是驯化后友好行为的关键决定因素。在我们目前的研究中，我们旨在调查遗传变异如何影响含有该基因的DNA的3D结构，”该出版物的主要作者vonHoldt说。

“GTF2I基因有几种变体，其中古老的狼状变体在十分之三的个体中发现。我们很好奇，古老和更现代的变体究竟如何影响基因功能。”基因变体源自逆转录转座子，这是一种可移动、自我繁殖的DNA元素。

研究人员检查了该基因的内含子部分，它不会产生基因产物，但可能影响染色质(构成染色体的DNA和蛋白质复合物)的空间结构并导致基因表达的差异。

他们依赖布达佩斯罗尔迪夫大学犬脑和组织库提供的狗脑组织样本。

“脑干样本是从因医疗原因被安乐死并捐赠用于研究的宠物狗身上采集的。我们只包括没有重大神经系统疾病的狗，”ELTE动物行为学系主任EnikoKubinyi博士解释说，他与遗传学家SáraSándor博士和兽医KálmánCzeibert博士共同建立了该库，并由匈牙利科学院提供资金维护。

“所检查的基因调节其他基因的表达，因此预计它的表达会遍及整个大脑。”

研究发现，GTF2I的古代和现代变体对染色质环形状的影响不同。

“逆转座子插入引起的新型调控DNA片段通常会从基因组中消除。有趣的是，在GTF2I基因的内含子中，古代狼基因组在很大程度上吸收了插入的片段，而现代狗基因组则拒绝了它，”该研究的第一作者DhritiTandon博士说。

“该逆转录转座子的存在或不存在与GTF2I处3D染色质结构的改变有关，并可能对调节细胞外基质和GTF2I剪接的通路产生下游影响。

“这与人类的情况类似，许多WB患者都有颅面部异常，这可由细胞外基质异常和GTF2I功能改变所解释。从本质上讲，我们报告了狗的超社会行为和人类威廉姆斯-伯伦综合征之间的假定分子趋同。”

当某些物种保留相同的突变而其他物种不保留时(如狼和狗之间的差异)，这种调节效应可能具有进化意义。由于没有逆转录转座子，狼身上的DNA环不会在狗身上形成，这或许可以解释这两个物种在神经认知特征以及社会行为方面的一些差异。

研究人员希望他们的研究结果能够强调，不仅基因组碱基序列，而且其三维结构也会影响行为。