Цена доставки диссертации от 500 рублей 

Поиск:

Каталог / БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ / Биоинформатика

Роль летучих стероидов (на примере андростенона) в регуляции агрессивного поведения у домовой мыши

Диссертация

Автор: Ключникова, Мария Александровна

Заглавие: Роль летучих стероидов (на примере андростенона) в регуляции агрессивного поведения у домовой мыши

Справка об оригинале: Ключникова, Мария Александровна. Роль летучих стероидов (на примере андростенона) в регуляции агрессивного поведения у домовой мыши : диссертация ... кандидата биологических наук : 03.00.28, 03.00.13 / Ключникова Мария Александровна; [Место защиты: Ин-т проблем передачи информации РАН] - Москва, 2009 - Количество страниц: 168 с. ил. Москва, 2009 168 c. :

Физическое описание: 168 стр.

Выходные данные: Москва, 2009






Содержание:

Введение
Глава 1 Обзор литературы
11 Общая морфофункциональная организация обонятельного анализатора млекопитающих
111 Обонятельная выстилка
112 Обонятельные рецепторы млекопитающих
113 Трансдукция и кодирование сигнала в обонятельных сенсорных нейронах
114 Основная обонятельная луковица (OOJ1)
115 Проекции основной обонятельной луковицы
116 Кодирование обонятельного сигнала в ООП
117 Вомероназальный орган
118 Вомероназальные рецепторы
119 Дополнительная обонятельная луковица
1110 Конвергенция и синергизм ДОС и ООС
1111 Другие хемосенсорные образования носовой полости у млекопитающих
12 Химические сигналы позвоночных
121 Виды химических сигналов
122 Андростенон
13 Роль химических сигналов в агрессивном поведении млекопитающих
131 Агрессивное поведение
132 Генетические детерминантымежсамцовойагрессии
133 Участие обонятельной системы в регуляции межсамцовой-агрессии
134 Химические сигналы, влияющие на межсамцовую агрессию
Глава 2 Материалы и методы
21 Общая схема работы
22 Методы тестирования поведения
221 Определение порогов чувствительности к андростенону
222 Оценка уровня межсамцовой агрессии
223 Исследование предпочтения запахов мочи
224 Тест «открытое поле»
225 Статистические методы обработки поведенческих экспериментов
23 Хирургическое удаление вомероназального органа
24 Материал и методы исследований локализации нейрональной активности в обонятельной системе
241 Экспозиции животных к андростенону и контрольным одорантам
242 Приготовление и окрашивание срезов
243 Анализ Fos-иммунореактивности
25 Определение содержания гормонов методом твердофазного иммуноферментого анализа
251 Иммунохимическое определение содержания тестостерона и кортикостерона в плазме крови после экспозиции к андростенону
252 Статистические методы обработки
26 Генетический анализ чувствительности к андростенону и межсамцовой агрессии
261 Получение гибридов
262 Фенотипирование животных
253 Анализ фенотипов
254 Генотипирование животных с использованием ДНК маркеров
255 Анализ ассоциаций между фенотипами и генотипами
Глава 3 Результаты и обсуждение
31 Генетический анализ признаков чувствительности к андростенону и* параметров межсамцовой агрессии
311 Анализ фенотипов родительских линий и гибридов первого поколения
312 Анализ фенотипов второго поколения гибридов
313 Анализ ассоциаций фенотипов и генотипов второго поколения гибридов, определенных с использованием ДНК маркеров
314 Обсуждение
32 Участие дополнительной обонятельной системы в рецепции андростенона у домовой мыши
321 Удаление вомероназального органа
322 Исследование нейрональной активации в ВНО в ответ на стимуляцию андростеноном
323 Обсуждение
33 Влияние андростенона на некоторые поведенческие и гормональные показатели у домовой мыши
331 Тест на межсамцовую агрессию
332 Влияние длительных экспозиций к андростенону на ряд поведенческих показателей
333 Влияние экспозиций андростенона на содержание основных стероидных гормонов в плазме крови
334 Обсуждение

Введение:
Актуальность проблемы. Агрессивное поведение играет важную роль в процессах адаптации животных к окружающей среде. Межсамцовая агрессия у домовой мыши во многом определяет характер отношений доминирования-подчинения, организацию популяционной структуры и характер избирательности скрещивания, как в естественных местообитаниях домовой мыши, так и в лабораторных популяциях (Poole, Morgan, 1973, Новиков, 1988). Сходство ряда элементов агонистического поведения человека и животных свидетельствует об их общих биологических основах.
Участие химических сигналов в регуляции различных типов.социального, в том числе и агрессивного поведения, было продемонстрировано для различных видов млекопитающих (Halpern, Martinez-Marcos, 2003, Brennan, Kendrick, 2006). В современном представлении, химические сигналы млекопитающих, к которым относят и феромоны, представляют собой отдельные химические вещества или смеси, выделяемые одной особью и оказывающие влияние на другую особь того же вида, т.е. участвующие в коммуникации (Johnston, 2000). Моча домовой мыши является естественным источником хемосигналов, оказывающих влияние на агрессивное поведение, причем феромональный- сигнал имеет андроген-зависимый характер (Mugford, Nowell, 1970, Novotny, et al., 1985, Novotny, et al., 1990, Novikov, 1993, Chamero, et al., 2007). Вещества-стероидной природы, как метаболиты гормонов, циркулирующих в организме особи; могут быть рассмотрены как кандидаты на роль естественных хемосигналов в регуляции социального поведения домовой мыши (Zahavi, 1975, Ingersoli, Launay, 1986, Nodari, et al., 2008). За последние десятилетия из мочи домовой мыши был выделен ряд химических соединений нестероидной природы, участвующих в регуляции агрессивного поведения, однако ни одно из этих веществ не имитирует полностью хемосигнал мочи (Novotny, et al., 1985, Chamero, et al., 2007).
В качестве модельного одоранта в наших исследованиях был использован стероид гонадного происхождения андростенон (5а-андрост-16-ен-3-он), наиболее известный как половой феромон хряка, вызывающий немедленный поведенческий ответ у рецептивной самки свиньи (Reed, et al., 1974). Андростенон является и кандидатом на роль модуляторного феромона у человека (Cowley, et al., 1977, Filsinger, et al., 1984, Pause, 2004). У 30-50% в популяции людей наблюдается специфическая аносмия к андростенону, т.е. неспособность распознавать именно этот запах.на фоне, нормальной-чувствительности к другим одорантам» (Labows, Wysocki, 1984). Функциональное значение этой, одной- из^ самых распространенных у человека, аносмии- неясно. Специфические хемодефициты вызывают огромный исследовательский интерес, предоставляя возможность связать обонятельную.функцию с конкретными рецепторами и генами (Griff, Reed, 1995, Keller, et al., 2007).
Лабораторная мышь является, превосходным модельным организмом для исследований в области генетики и биомедицины человека (Silver, 1995). 90% генов, человека имеет свои гомологи у мыши, и, соответственно; наоборот. Прочтение первичной последовательности' генома мыши было в черновом* варианте завершено в 2002 году (Waterston, et al:, 2002), однако, дополнение и аннотация нуклеотидных последовательностей продолжается* и по сей день, что отражается» в постоянном' обновлении- специализированных баз. данных (например, MGI, NCBI). Актуальность исследований налабораторных мышах роли химических сигналов в регуляции агрессивного поведения не вызывает сомнений. Метод картирования локусов количественных* признаков, основанный на анализе ассоциаций:между.молекулярными генетическими-маркерами*и фенотипическими признаками, является, важным инструментом^ для реализации общего генетического подхода к идентификации генов, контролирующих признак, по пути «от фенотипа к гену». Генетическая модель специфической аносмии к летучим стероидам-(на примере андростенона) была разработана при сотрудничестве, научных, групп Ч. Вайсоки и В.В. Вознесенской на основе 2-х инбредных линий мышей NZB/B1NJ* и. CBA/J, высококонтрастных по этому признаку (Voznessenskaya, et al:, 1995). Малочувствительные к андростенону мыши линии NZB/B1NJ имеют очень высокий уровень агрессивности по сравнению со. многими другими инбредными линиями. (Roubertoux, Carlier, 1988; Roubertoux, et al., 2005) и, в частности, с CBA/J (Voznessenskaya, Wysocki, 2000). Согласно нашей гипотезе, хемодефицит к летучим стероидам у домовой мыши может приводить к ошибкам в распознавании запахового сигнала; несущего информацию о половой принадлежности и социальном статусе, что, в свою очередь, может служить одной из причин проявления избыточной межсамцовой агрессии.
Цель исследования. Целью данной работы было моделирование на примере андростенона связи между обонятельной чувствительностью к летучим стероидам и социальным поведением-у домовой мыши, а также исследование значимости летучих стероидов в качестве хемосигналов.
Задачи исследования. Были сформулированы следующие задачи:
1. Анализ наследования обонятельной чувствительности к летучим стероидам и межсамцовой агрессии с использованием модели специфической аносмии к андростенону, включая картирование отдельных генетических локусов и моделирование одновременного участия нескольких генетических факторов, контролирующих эти признаки, а также поиск генов-кандидатов по базам данных.
2. Исследование связи между чувствительностью к летучим стероидам и способностью распознавать по химическим сигналам пол и репродуктивный статус особей своего вида на уровне поведения на модели специфической аносмии к андростенону.
3. Исследование участия дополнительной обонятельной системы в рецепции этого одоранта на модели специфической аносмии к андростенону.
4. Исследование на уровне гормонального и поведенческого ответа информационной значимости андростенона как хемосигнала у домовой мыши.
Научная новизна. Впервые на основе генетического анализа гибридов второго поколения от скрещивания инбредных линии мышей CBA/J и NZB/B1NJ определены хромосомные локусы, оказывающие влияние на такие признаки,* как обонятельная чувствительность к летучему стероиду андростенону и межсамцовая агресссия. Впервые на модели специфической аносмии к андростенону показано отсутствие предпочтения запаха эстральной самки по сравнению с запахом самца у самцов мышей с хемодефицитом к летучим стероидам. Впервые показано участие дополнительной обонятельной системы в детекции андростенона. Впервые на модели специфической аносмии к андростенону был получен ответ на стимуляцию андростеноном на уровне рецепторной ткани вомероназального органа. Впервые показано, что предъявление андростенона (0.1%, 30 мин), вызывает снижение уровня тестостерона в плазме крови у самцов домовой мыши.
Теоретическая и практическая значимость. Полученные результаты способствуют накоплению и интеграции данных о фенотипических признаках у инбредных линий мышей-и генетических локусах, контролирующих обонятельную чувствительность к летучим стероидам (на примере андростенона), а также межсамцовую агрессию, расширяя сведения существующих баз данных. Полученные данные позволяют подойти ближе к пониманию биологических основ специфической аносмии к андростенону и агрессивного поведения у человека. Обонятельная функция человека рассматривается как перспективный маркер ряда нейродегенеративных заболеваний, в том числе болезни Альцгеймера, паркинсонизма и др. (Doty et al, 2008, Atanasova et al, 2008).
В естественной среде обитания домовые мыши наносят существенный экономический вред хозяйству и являются переносчиками опасных инфекционных заболеваний (Кулик, 1979). Исследование информационной значимости летучих стероидов в регуляции агрессивного и полового поведения грызунов позволяет оптимизировать применение сигнальных молекул на практике как естественных репеллентов и/или регуляторов репродуктивной функции.
Благодарности. Автор выражает благодарность кандидату биологических наук, старшему научному сотруднику Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН В.В. Вознесенской, под научным руководством которой была выполнена эта работа.
Автор глубоко признателен сотрудникам Монеллевского центра химических чувств (Филадельфия, США) Др. А. Бачманову, Др. Н. Босак и Др. Ц. Ли за помощь в освоении молекулярно-генетических и биоинформатических методов, а также за ценные замечания и рекомендации по работе.
Исследования частично поддержаны РФФИ 07-04-01538 и Программой Президиума РАН "Динамика генофондов и генетическое разнообразие".