表观遗传学是如何改变蚂蚁行为的

一个短暂捕捉到Simola等人结果的GIF，其中的“战士”蚁脑内的表观遗传学改变使得它们的行为更像“觅食”蚁。（Credit: AAAS/Carla Schaffer）

（神秘的地球报道）据EurekAlert!：通过应用会引起蚂蚁表观遗传变化的化合物，研究人员能够改变蚂蚁的行为。表观遗传学是环境因素将基因表达“打开”或“关闭”的过程，而Daniel Simola等人的研究结果展示了它是如何对行为产生持久影响的。

蚂蚁群体是具有结构化的工作群体，在该群体中，个体有着专门的职责，这使得它们成为研究表观遗传学的极佳模型。这项研究所关注的是2组佛罗里达弓背蚁（或称佛罗里达木蚁）。次级蚁体型较小，它们往往负责觅食，而主力蚁有着较大的体型，它们所充当的是强壮的战士。先前的证据表明，这两种类型的蚂蚁共有许多相同的基因，但表观遗传学过程造成了它们的分化。尤其是，组蛋白H3（H3K27ac）的化学修饰已知会增加佛罗里达弓背蚁的觅食行为。

为了测试H3K27ac的作用，Simola和同事给次级蚁喂食一种化合物，后者能增加H3K27ac的乙酰化；他们注意到这些蚂蚁后来的觅食行为增加。该研究团队接着测试在主力蚁中表观遗传学改变的能力，他们用一种更强力的化合物曲古霉素A（TSA）来增加H3K27ac的乙酰化。他们将TSA直接注射到非常年幼的主力蚁的正在发育的脑中，时间恰在脑中建立限制行为可塑性的分子屏障之前。他们注意到，这些主力蚁中的觅食行为明显增加。

值得注意的说，在单一注射的30-50天后，那些注射了TSA的主力蚁仍然展示了显著增加的觅食活动，表明这些表观遗传改变可有持久的影响。