setmana ciència 2012
TRANSCRIPT
Gens, neurones i fluids cerebrals:dels embrions al comportament humà
David Bueno i TorrensDepartament de Genètica, Facultat de Biologia, UBCentre de Recerca i Estudis en Conflictologia, UOC
El laboratori
El problema inicial
El problema inicial
Del gen a la proteïna
FLUX D’INFORMACIÓ GÈNICA
Imatge de Convivint amb transgènics©
REGULACIÓDE
L’EXPRESSIÓGÈNICA
RECEPTORS CEL·LULARS
Imatge de Convivint amb transgènics©
RECEPTORS CEL·LULARS
Imatge de Convivint amb transgènics©
El problema inicial
CSF
El problema inicial
equinodermscordats
(Branchiostoma lanceolatum)vertebrats
El problema inicial
Els models experimentals
Gallus gallus (pollastre)- Fàcil obtenció- Fàcil incubació- Periode embrionari curt- Fàcil observació- Manipulació in vivo- Mètodes in vitro optimizats- Gran mida de les cavidats cefàliques
Els models experimentals
Els models experimentals
Els models experimentals
Ratus norvegicus (rata)Mus musculus (ratolí)- Periode embrionari curt- Possibilitat d’obtenir transgènics- Mamífers (major complexitat del cervell i semblança amb l’humà)
Les funcions del E-CSF
IsO
E-CSF
Les funcions del E-CSF
Survival
Proliferation
Differentiation: neurogenesis
Les funcions del E-CSF
3) E-CSF acts on CNS morphogenesisLes funcions del E-CSF
Però, qui ho fa?
Però, qui ho fa?
Però, qui ho fa?
I com es fa l’E-CSF?
E3 E4 E4
Com es fa?
Quina aplicació pot tenir aquest coneixement?
La regeneració neural
SVZ
lateral ventricle (filled with CSF)
septum
ependyma (with oriented bundles of motile cilia)
coronal section
ADULT BRAIN & ADULT CSFQuina aplicació pot tenir aquest coneixement?
Embryo Adult
Neuroepithelial stem cells Adult stem cells from the SVZ
E-CSF
survivalproliferation
differentiation
?
Quina aplicació pot tenir aquest coneixement?
Mice 12,5 dpc E-CSF PBS
HIPPOCAMPUS
Quina aplicació pot tenir aquest coneixement?
Agressivitat i violència
CiènciesBiològiques
CiènciesSocials
Conflictes socialsEstratègies de resolució amb mètodes no violents
Conflictologia:disciplina científica que estudia l’origen i el desenvolupa-ment dels conflictes, i que cerca estratègies no violentesde mediació i resolució
Pluridisciplinarietat estudi conflictes
?Conducta humana
individual i col·lectiva
Factors socials Idiosincràsia biològica
Entorn
? ?
Cervell
• Impulsivitat• Afecció al risc (extrem)• Por• Dominància (masculinitat)• Agressivitat (sistemes agonístics)• Empatia• Psicopatia (+ persuasió, intel.ligència maquiavèlica)• Resistència estats psicològics ‘negatius’• Tolerància al retràs en l’obtenció recompensa• Flexibilitat adaptativa• Capacitat recuperació a l’estrès
Alguns trets de personalitat relacionats amb la proclivitat a conflictes
Ex.
Decisions econòmiques
Decisions polítiques
Principals àrees associadas amb la presa de decisions
Cervell social
Àrees cervell processos cognitius socials: medial prefrontal cortex (mPFC), anterior cingulate cortex (ACC), inferior frontal gyrus, superior temporal sulcus (STS), amygdala and anterior insula (moltes són subcorticals !!!)
WHAT GENS CAN TELL USHeritability of some social behavior traitsTrait Genetic
effectsShared environment effects
Unshared environment effects
Prosocial behavior (boys) 57% 12% 31%
Prosocial behavior (girls) 55% 4% 41%
Psychosocial stress (males) 57% 12% 31%
Infidelity (females) 50% 0% 50%
Social responsiveness (boys) 50% 25% 25%
Social responsiveness (girls) 39% 42% 19%
Empathy 47% 0% 53%
Political attitudes 42% 23% 35%
Aggression 40% 17% 43%
Leadership 40% 0% 60%
Parental warmth 38% 0% 62%
Risk 37% 0% 63%
Secure attachment 37% 0% 63%
Dictator giving 30% 0% 70% Bu
eno
, D
. Jo
urn
al
of
Co
nfl
icto
log
y (r
evie
w)
WHAT GENS CAN TELL US
Aggression heritability = 50% of the variance (44% from genetic effects + 6% from shared environmental factors)
The various facets of human aggression, as well as of sociality,should be considered as an equilibrium between traits that
are evolutionary advantageousin a competitive world based on social cohesion.
natural selection has favoured alleleswhose role is involved in these behaviours
WHAT GENS CAN TELL US
• Some genes with known alleles influencing aggressiveness and impulsivity thresholds:
• The serotoninergic system: - arginine vasopressine - 5-hydroxy-indole acid - serotonin transporter SLC6A4 - monoamina oxoidases A & B - triptophan hydroxilases 1 & 2 - serotonin receptors 5-HT1A & B
• The stress response pathway: - catechol-O-methyl transferase (COMT, dopaminergic & epinephrine systems) - dompamine receptor DRD2 - nitrid - oxide synthase (NOS1) - vasopressin receptor (AVPR1A)
WHAT GENS CAN TELL US
• Aggresiveness and gender:
- Weak positive effect of testosterone level
- Androgen receptor is associated with muscular tension and verbal aggression
Bueno, D. Journal of Conflictology (review)
CSF & AGGRESSIVENESS
CSF & AGGRESSIVENESS
Miyan et al. CSF Research
CSF & AGGRESSIVENESS
Fetus de rata a:- 17 dpc- 19 dpc
antigen H-Y
2D LC-MS del CSF
• HPLC - LC-Packings Ultimate system, Hystar software
• Mass Spectrometer - Bruker Esquire 3000 + ion-trap MS
CSF & AGGRESSIVENESSproteomic analysis
- Arginine vasopresine (AVP) peptide hormone that correlates, in adult CSF, with the life history of agression
- 5-hydroxy-indole acetic acid (5-HIAA) serotonine metabolite, associted to violent behaviour
Fem sentir arreu com s’exaltael vell desig d’un món millor
Miquel Martí i Pol