Конкурс «Био/Мол/Текст»-2025/2026

Эта работа опубликована в номинации «Свободная тема» конкурса «Био/Мол/Текст»-2025/2026.

Генеральный партнер конкурса — международная инновационная биотехнологическая компания BIOCAD.

---

Партнер номинации — компания SkyGen: передовой дистрибьютор продукции для life science на российском рынке.

---

«Книжный» спонсор конкурса — «Альпина нон-фикшн»

В качестве ключевого маркера социального поведения у пчел ученые выбрали трофаллаксис — взаимный обмен пищей между особями. Этот процесс не только обеспечивает выживание колонии, но и служит ярким индикатором уровня «общительности» отдельных пчел.

Для точной количественной оценки поведения ученые маркировали каждую особь индивидуальными QR-кодами. Также в эксперименте использовались прозрачные ульи, что позволило в режиме реального времени фиксировать не только перемещения, но и акты трофаллаксиса.

У пчел определялось два альтернативных трофаллаксису типа поведения:

1. Аффилиативная помощь проявлялась в заботе о личинках (кормление, осмотр).
2. Агрессия, направленная на защиту улья от «нарушителей», измерялась по количеству укусов и жалений. В качестве нарушителей выступали чужие пчелы из других колоний.

Также были пчелы, проявляющие оба варианта поведения, их назвали универсалами. А пчел, которые вообще никак не реагировали в ходе эксперимента, не учитывали.

Для чистоты эксперимента условия тестирования максимально приближали к естественным: проверку на заботу проводили в обстановке, имитирующей улей (34 ^oC, 50% влажности), а тесты на агрессию — в более прохладной зоне (28 ^oC) при температуре, аналогичной у входа в улей, где пчелы с большей вероятностью проявляют агрессию по отношению к чужой пчеле.

Проведя полногеномный поиск ассоциаций (GWAS), исследователи идентифицировали 18 однонуклеотидных полиморфизмов (SNP), статистически значимо связанных с частотой трофаллаксиса. Примечательно, что 12 из них располагались в некодирующих участках — интронах [1].

Что это значит? Мутации в интронах долгое время считались «незначительными», однако сейчас известно, что они могут влиять на регуляцию работы генов: на стабильность матричной РНК, альтернативный сплайсинг и взаимодействие с транскрипционными факторами. Таким образом, найденные SNP, вероятно, не «ломают» гены, а тонко настраивают их экспрессию, влияя на поведенческие паттерны

Наиболее важной находкой стало обнаружение генов нейролигина-2 (nlg2) и NMDA-рецептора 2 (nmdar2). Биоинформатический анализ показал, что у человека эти же гены относятся к категории «высокой достоверности» в контексте развития расстройств аутистического спектра [2], [3]. У людей нарушение глутаматергической передачи сигналов [4] из-за дисфункции NMDA-рецепторов явно связано с развитием аутизма, а у насекомых данный рецептор играет важную роль в нервно-мышечной передаче сигналов. Однако активность NMDA-рецепторов связана с формированием памяти у медоносных пчел, и, следовательно, их функция может способствовать укреплению трофаллаксиса [1]. Это прямое указание на существование консервативных молекулярных механизмов, лежащих в основе социального поведения у столь разных видов.

Как ученые поняли, что полиморфизмы в генах у пчел связаны с расстройствами аутистического спектра у человека? Ученые просто сравнили гены, в которых встречаются полиморфизмы у пчел с генами человека, и оказалось, что все полиморфизмы локализованы в генах «социального поведения». Для человека давно известно, что мутации в таких генах связаны с расстройствами аутистического спектра. Интересно, что у пчел с определенным аллелем гена nlg2, связанным со сниженной частотой трофаллаксиса, также наблюдалась уменьшенная моторная синхронность (координация движений с другими пчелами). У людей с аутизмом также часто отмечается снижение способности к взаимной моторной синхронизации. Также у пчел был выявлен ген nuclear factor 1 X-type (Nf1), который характеризуется как «синдромный» ген расстройств аутистического спектра — его дисфункция связана с развитием черт, характерных для этой группы состояний [5].

Исследование наглядно демонстрирует, что сложное социальное поведение — от заботы о потомстве до агрессии — имеет глубокие эволюционные корни. Хотя ни один ген в одиночку не определяет поведение, вариации в целых кластерах генов, таких как те, что вовлечены в синаптическую передачу сигналов (нейролигины и рецепторы), создают ту самую индивидуальную изменчивость, которую мы наблюдаем и в пчелином улье, и в человеческом обществе.

Литература

1. Ian M. Traniello, Arian Avalos, Michael J. M. Gachomba, Tim Gernat, Zhenqing Chen, et. al.. (2025). Genetic variation influences food-sharing sociability in honey bees. PLoS Biol. 23, e3003367;
2. Feng Cao, Jackie J. Liu, Susan Zhou, Miguel A. Cortez, O. Carter Snead, et. al.. (2020). Neuroligin 2 regulates absence seizures and behavioral arrests through GABAergic transmission within the thalamocortical circuitry. Nat Commun. 11;
3. Eun-Jae Lee, Su Yeon Choi, Eunjoon Kim. (2015). NMDA receptor dysfunction in autism spectrum disorders. Current Opinion in Pharmacology. 20, 8-13;
4. Очень нервное возбуждение;
5. Ben Shofty, Eyal Bergmann, Gil Zur, Jad Asleh, Noam Bosak, et. al.. (2019). Autism-associated Nf1 deficiency disrupts corticocortical and corticostriatal functional connectivity in human and mouse. Neurobiology of Disease. 130, 104479.