“求爱”基因在两种果蝇中表现出不同的效果

一项新的研究发现，与果蝇求偶行为相关的基因在两种不同的果蝇中的作用方式不同。这项工作表明，保守基因——在不同物种中发现的相同基因——不一定在不同物种之间具有相同的功能

无果（fru）是果蝇和许多其他昆虫常见的基因。该基因与雄性求偶行为有关。科学家们研究了该基因的表达和功能，特别是在黑腹果蝇（D.melanogaster）中，通过将其从雄性身上移除或给予雌性并观察结果。例如，去除fru的雄性会失去一些雄性特有的求偶行为，而给予fru的雌性会获得其中的一些行为

普林斯顿大学前博士后研究员、现任北卡罗来纳州立大学生物学助理教授克里斯塔·贝克表示：“这种无果基因最早在黑腹果蝇中发现，但它在从蝗虫到蟑螂和蚊子的各个物种中都是保守的，早期的实验表明，它的功能在各个物种中也都是保守。”

“但研究人员的遗传工具已经进步了。有了CRISPR-Cas9，我们现在可以将fru添加到其他物种的雌性中，看看基因是否以同样的方式发挥作用。”Baker是一篇描述这项工作的论文的共同通讯作者。

Baker和研究团队决定研究fru在另一种果蝇中的作用，即果蝇（D.virilis）

Baker说：“D.virilis与D.melanogaster非常不同，大约6000万年前该物种就已经分裂了。”。“所以，比较这两种果蝇就像把老鼠比作老鼠。它们都是果蝇，就像老鼠一样，老鼠都是啮齿动物，但它们非常不同。”

果蝇和人类一样，每个基因都有两个拷贝。研究人员首先给绿腹果蝇雌性一个拷贝的fru，发现虽然它们交配的可能性降低了约40%，但交配的绿腹果蝇仍然可以生育。相比之下，拥有一个fru拷贝的黑腹果蝇雌性交配的可能性也降低了约40%，而那些交配的雌性则无法再产卵

这些发现表明，fru在一些雌性行为（如交配）中的作用相似，但在其他行为（包括产卵）中的角色不同

“D.virilis特别有趣，因为雄性和雌性都有交配的歌声，”Baker说。“在大多数苍蝇物种中，只有雄性会唱歌。在黑腹果蝇中，给予雌性fru会导致它们采用雄性求偶行为，如唱歌。但有一个fru拷贝的D.virilis雌性保留了唱雌性歌曲的能力，尽管它们比没有fru的雌性唱得多。”；然而，她们保留了创作女性歌曲的能力。此外，拥有两个拷贝的雌性完全不接受交配，并倾向于对求爱的雄性表现出攻击性

Baker说：“经典的观点是，给雌性fru会赋予它雄性的行为，同时破坏雌性的行为，如接受能力和产卵。”。“我们在D.virilis身上的发现令人兴奋，因为它们表明，给雌性D.virili注射fru确实能让她唱雄性歌曲，但并不妨碍她唱雌性歌曲。”

“我们不知道为什么雌性D.virillis需要两个拷贝的基因才能产生与黑腹果蝇一个拷贝相似的结果，但这为探索开辟了令人兴奋的新途径，”Baker补充道

“然而，它告诉我们的是，仅仅因为一个基因在不同物种之间是保守的，并不意味着它的功能也是保守的。如果我们想了解我们的基因组如何影响行为和发育，我们需要研究基因对不同物种和行为的影响。”

研究结果发表在《科学进展》杂志上