对拳虾（Stenopus属）竞争行为的转录组学研究：揭示多巴胺和乙酰胆碱在神经信号传导中的潜在作用

《BMC Genomics》：Transcriptomic investigation of agonistic behaviors of boxer shrimps (Stenopus species): insights into the potential neural signaling roles of dopamine and acetylcholine

　　

摘要

背景

由于对抗行为对个体适应度的重要性，它们在动物中十分普遍且至关重要，而神经信号分子被认为在这些行为中起着介导作用。Stenopus是一种类似虾的十足目甲壳动物，其特点是拥有一对增大的步足。由于该物种的一夫一妻制社会结构，在遇到同性的个体时，它们会表现出明显的对抗行为。这些虾成为了研究甲壳动物对抗行为神经信号基础的另一个潜在优秀模型生物，补充了传统模型。然而，其背后的分子机制至今尚未得到研究。本研究以和为代表，首次系统地探讨了Stenopus对抗行为的遗传学机制。研究人员对包括（1）触角+小触角、（2）中枢神经系统和（3）眼柄神经节在内的三个器官进行了RNA测序，以识别在战斗后Stenopus胜者和败者中差异表达的基因（DEGs）及可能的保守通路。

结果

研究结果表明，Stenopus的对抗行为可能是涉及多种信号级联、有机体系统及代谢途径同时调控和相互作用的全身性活动。具体而言，胜者和败者通常表现出与神经信号传导、感觉及行为过程相关的基因富集。在富集的通路中，与糖链生物合成和代谢相关的通路在胜者中更为显著，而胆固醇代谢和叶酸参与的碳代谢途径在败者中更为明显。这些不同的通路表明，尽管Stenopus的战斗对双方都有伤害，但败者的损伤似乎更为严重。此外，四种神经信号系统（多巴胺、乙酰胆碱、章鱼胺和谷氨酸）被确定为这两种Stenopus物种对抗行为和战斗互动的主要介导因子，其中前两种尤为重要。通过对其他甲壳动物中参与调节攻击性的神经信号系统的比较发现，Stenopus似乎更依赖多巴胺和乙酰胆碱，而大多数被研究的甲壳动物则主要依靠血清素来调节攻击性。

结论

Stenopus中胜者和败者之间的代谢响应差异揭示了社会冲突在分子层面的深刻且不对称的生理代价。此外，它们对多巴胺和乙酰胆碱的独特依赖性揭示了在神经内分泌调节攻击性方面的多样进化轨迹，为理解无脊椎动物社会行为的现有范式提供了新的见解。

背景

由于对抗行为对个体适应度的重要性，它们在动物中十分普遍且至关重要，而神经信号分子被认为在这些行为中起着介导作用。Stenopus是一种类似虾的十足目甲壳动物，其特点是拥有一对增大的步足。由于该物种的一夫一妻制社会结构，在遇到同性的个体时，它们会表现出明显的对抗行为。这些虾成为了研究甲壳动物对抗行为神经信号基础的另一个潜在优秀模型生物，补充了传统模型。然而，其背后的分子机制至今尚未得到研究。本研究以和为代表，首次系统地探讨了Stenopus对抗行为的遗传学机制。研究人员对包括（1）触角+小触角、（2）中枢神经系统和（3）眼柄神经节在内的三个器官进行了RNA测序，以识别在战斗后Stenopus胜者和败者中差异表达的基因（DEGs）及可能的保守通路。

结果

研究结果表明，Stenopus的对抗行为可能是涉及多种信号级联、有机体系统及代谢途径同时调控和相互作用的全身性活动。具体而言，胜者和败者通常表现出与神经信号传导、感觉及行为过程相关的基因富集。在富集的通路中，与糖链生物合成和代谢相关的通路在胜者中更为显著，而胆固醇代谢和叶酸参与的碳代谢通路在败者中更为明显。这些不同的通路表明，尽管Stenopus的战斗对双方都有伤害，但败者的损伤似乎更为严重。此外，四种神经信号系统（多巴胺、乙酰胆碱、章鱼胺和谷氨酸）被确定为这两种Stenopus物种对抗行为和战斗互动的主要介导因子，其中前两种尤为重要。通过对其他甲壳动物中参与调节攻击性的神经信号系统的比较发现，Stenopus似乎更依赖多巴胺和乙酰胆碱，而大多数被研究的甲壳动物则主要依靠血清素来调节攻击性。

结论

Stenopus中胜者和败者之间的代谢响应差异揭示了社会冲突在分子层面的深刻且不对称的生理代价。此外，它们对多巴胺和乙酰胆碱的独特依赖性揭示了在神经内分泌调节攻击性方面的多样进化轨迹，为理解无脊椎动物社会行为的现有范式提供了新的见解。