像许多动物一样，果蝇从事各种求爱和斗殴行为。现在，Salk科学家发现了两个决定性别的基因影响果蝇行为的分子机制。他们表明，雄蝇的求爱和侵略行为是由两个不同的遗传程序介导的。两项发现都发表在2020年4月21日的eLife上，证明了性与行为之间联系的复杂性。

Salk分子神经生物学实验室的助理教授，这两篇论文的资深作者Kenta Asahina说：“这两个基因似乎在某种程度上分别控制了进取和侵略。”“具有受不同遗传机制控制的行为可以在进化方面带来一些好处。”他解释说，换句话说，处于进化压力之下的果蝇种群可能会由于资源有限而竞争更多，这可能会演变出攻击性行为而不会影响求爱。

雄性果蝇的攻击主要针对其他雄性，而他们的求偶行为(包括一系列动作和歌曲)则针对雌性蝇。随着时间的流逝，两种行为都得到了加强，因为雄蝇与其他雄性竞争并吸引雌性的能力直接影响着它们交配和传递基因的能力。

研究人员已经知道大脑中的哪些神经元对于控制侵略和求爱至关重要。通常，研究表明，称为P1 / pC1神经元的专门大脑细胞既促进求爱又促进攻击，而Tk-GAL4FruM神经元则专门促进攻击。他们还知道，两个决定性别的基因无果(fru)和doublesex(dsx)在这种行为中起关键作用。但是基因与行为之间的联系尚不清楚。

在这项新研究中，Asahina和他的同事饲养了果蝇果蝇，其中含有光激活形式的求爱和攻击性神经元。该团队可以随时向苍蝇照亮神经元。接下来，研究人员改变了其中一些雄性果蝇的fru或dsx基因。然后，他们使用机器学习技术开发了一个自动化系统，以分析苍蝇的视频并计算他们进行攻击性行为或求爱行为的频率。

Salk的博士后研究员石井贤一(Kenichi Ishii)是这两篇新论文的第一作者，他说：“我们制作了一个计算机系统来捕获攻击行为和求爱行为，以便更快，更准确地计算行动。”“使程序正常工作实际上是困难且耗时的，但最终，它使我们更容易获得良好的数据。”

研究小组发现，形成求爱诱导神经元需要dsx：当果蝇具有雌性dsx版本时，就不再存在求爱神经元。另一方面，果蝇起着不同的作用-如果没有该基因，果蝇仍然可以通过激活求爱神经元来诱使果蝇执行求爱行为，但是求爱是针对男性和女性的，这表明果蝇需要果蝇来区分。性别。然而，对于侵略性而言，发现却相反：激活侵略性神经元引起雄性果蝇的战斗需要果糖而不是dsx。

“这是性别之间神经生物学差异以及我们可以用来研究与性相关的行为的哪种方法的重要例子，”神经生物学生物学家Helen McLoraine发展主席Asahina说。

这两篇新论文的第一作者，加州大学圣地亚哥分校的博士生Margot Wohl说：“我认为，有趣的是，了解性并非一成不变的事情。”“很多因素共同控制着男女之间不同的行为。”

由于果蝇的性别决定与人类完全不同(例如，果蝇没有性激素)，因此新发现不会影响生物性行为如何影响人们的行为。但是Asahina说，他的方法-将光遗传学和性相关的基因操作相结合-可能有助于理解其他动物中随性别而变化的行为。