Врожденный страх – это важная эмоция, позволяющая животным избегать опасности в суровых природных условиях. Грызуны, содержащиеся в лаборатории, также демонстрируют инстинктивное поведение страха перед запахом хищников, таких как лисы, кошки или змеи, несмотря на то, что никогда их не видели. Этот врожденный страх представляет собой эволюционно законсервированный и генетически закодированный механизм выживания. Однако молекулярная основа врожденного поведения в значительной степени неизвестна.
Ученые из Международного института интегративной медицины сна (WPI-IIIS) Университета Цукуба в Японии использовали химический мутагенез для введения случайных мутаций в мышей. Животных проверяют на аномальные реакции страха против сильнодействующего производного запаха лисы. Экран идентифицировал родословную мутанта по имени Бесстрашный, демонстрирующий заметно ослабленную реакцию замораживания (типичное поведение страха у мышей) против одоранта. Родословная Fearless несет мутацию в гене Trpa1, который функционирует как рецептор остроты / раздражения.
Потеря Trpa1 у мышей уменьшила врожденное поведение страха, вызванное запахом хищников, хотя они демонстрируют нормальное обоняние. Затем исследовательская группа обнаружила, что Trpa1 действует как хемосенсор для обнаружения запахов хищников. Trpa1 высоко экспрессируется в соматосенсорной системе тройничного нерва, которая играет решающую роль в болевой рецепции, распознавании вредных и потенциально болезненных химических веществ. Они показали, что Trpa1-экспрессируемые нейроны тройничного нерва вносят критический вклад в вызванное страхом врожденное замораживание, вызванное запахом.
"Удивительно, но система тройничного нерва, но не традиционная обонятельная система, вызывает инстинктивные реакции страха," говорит старший автор Qinguha Liu. "Опосредованная запахом хищника активация ноцицептивного пути Trpa1 должна инстинктивно предупреждать мышей о неминуемой опасности и запускать экстренные ответные меры, способствующие выживанию. Наши исследования предоставляют убедительную молекулярную логику, объясняющую, как вызванный запахом хищника врожденный страх / защитное поведение генетически запрограммированы."
Кроме того, занижение основного механизма эмоций важно для лечения тревожных расстройств у человека. По данным Национального института психического здоровья (NIMH), около 40 миллионов американцев страдают от ряда расстройств страха / тревожности.
"Мы надеемся, что идентификация основных генов страха вместе с использованием «пугливых» мышей в качестве животных моделей поможет нам понять генетическое происхождение и разработать новые и эффективные методы лечения тревожных расстройств у человека," говорит соавтор Масаси Янагисава.