Cuando se trata de comportamiento, los investigadores han ido más allá del debate "naturaleza versus crianza". Se entiende que los genes y el medio ambiente juegan un papel. Sin embargo, cómo interactúan a nivel molecular para moldear el comportamiento aún no está claro.

Un nuevo estudio arroja luz valiosa sobre esta relación. El papel, publicado hoy en PNAS , revela cómo la epigenética (cambios en la expresión génica que no cambian el ADN) interactúa con los genes para dar forma a diferentes comportamientos alimentarios en las moscas de la fruta. Esta investigación desbloquea el mecanismo molecular que lleva a las moscas "rover" a buscar comida más que a las moscas "posadoras". Es el primer estudio de este tipo que muestra un vínculo causal entre la epigenética, genética y comportamiento.

"Tenemos un ejemplo empírico de cómo esta interacción es importante para las diferencias en cualquier tipo de comportamiento, "dice la autora principal Ina Anreiter. Agrega que estos hallazgos podrían ayudar a los investigadores a comprender cómo difieren los comportamientos de los individuos, si moscas de la fruta, ratones o incluso humanos.

Anreiter es estudiante de doctorado en el laboratorio de CIFAR Weston Fellow Marla Sokolowski en la Universidad de Toronto en el Departamento de Ecología y Biología Evolutiva. Sokolowski es codirectora del programa de desarrollo infantil y cerebral de CIFAR y ha estado estudiando el "gen de búsqueda de alimento" en las moscas de la fruta desde que lo descubrió por primera vez en la década de 1980. La investigación fue financiada en parte por CIFAR y realizada en colaboración con Jamie Kramer en Western University.

Los investigadores comenzaron por aislar productos genéticos e identificar cuáles eran clave para dar forma a los diferentes comportamientos de alimentación de los exploradores y los asistentes. G9a, un regulador epigenético, resultó necesario para estas diferencias rover-sitter. Interactúa con el gen forrajero dejando marcas epigenéticas, mediante la adición de grupos metilo, en proteínas que están asociadas con el ADN de uno de los promotores del gen forrajero. Los rovers estaban más metilados que los asistentes, lo que provocó una disminución en la expresión de ARN de este promotor del gen forrajero. Estos hallazgos mostraron que las diferentes genéticas de los exploradores y los asistentes interactúan con los mecanismos epigenéticos para regular las diferencias de comportamiento.

Anreiter llevó el estudio un paso más allá al demostrar el vínculo causal. Ella interfirió con las transcripciones de ARN específicas de uno de los promotores del gen forrajero y logró revertir el fenotipo que diferenciaba a las moscas, y los "asistentes" se transformaron en "rovers". Este hallazgo proporcionó información sobre cómo los genes complejos con muchos productos genéticos actúan para regular el comportamiento. Como en este caso, El comportamiento de alimentación está regulado por solo una de las cuatro clases de productos genéticos.

Este enfoque transgénico no se pudo realizar en humanos, que tienen su propia versión de un gen de alimentación. Sin embargo, los hallazgos aún ofrecen información importante sobre nuestro comportamiento. "Con el trabajo humano, realmente no pudimos entender el mecanismo, cómo pasó, y con la mosca de la fruta podemos, "Dice Sokolowski.

Anreiter sugiere que los investigadores podrían modelar los comportamientos humanos en las moscas de la fruta utilizando este método, y utilícelo para comprender los mecanismos subyacentes a los comportamientos. La investigación se inspiró en discusiones en el programa Child &Brain Development con expertos que van desde genetistas de moscas de la fruta hasta médicos. Un estudio de interés fue el trabajo de la asesora Elisabeth Binder sobre la agresión y el trauma infantil. Binder mostró que hay marcas epigenéticas depositadas por un historial de abuso infantil, y que si un niño tiene una predisposición genética, puede determinar su capacidad de recuperación frente a esos cambios.

"Una de las grandes preguntas en el programa de Desarrollo Infantil y Cerebral a lo largo de los años ha sido cómo se integra la experiencia en nuestra biología y los mecanismos para ello, "dice Sokolowski.

Con el mecanismo molecular de un comportamiento desbloqueado, los investigadores tienen un nuevo camino para descubrir potencialmente muchos más.