体内时钟基因如何改变老鼠的先天行为

有些人可能会争辩说，实验室老鼠和野生老鼠不一样，但是它们仍然有能力执行在自然环境中生存所必需的先天的、例行的行为，如求爱、筑巢和探索活动。然而，它们的“非自然”(也就是实验室)环境可能会限制它们表达这些行为。

昼夜节律性

动物体内的生物钟对于预测反复发生的事件和确保收集食物和筑巢等基本行为及时发生至关重要。我们影响动物执行这些和其他先天行为的自然能力的方法之一是在实验室环境中改变明暗循环。

内部时钟功能

除了外部环境，生物钟的正常运作还取决于基因等生物因素;具体来说，Bechstein等人仔细研究了Per1基因在循环行为中的作用，并将野生型(WT)实验室小鼠与Per1敲除(KO)菌株进行了比较。他们发现，这种基因在先天行为的调节中起着重要作用，比如筑巢和求偶行为。

大理石埋葬

当你把被褥和物品放在笼子里时，老鼠通常会把这些物品埋起来。Bechstein和他的同事们用这个测试来研究菌株之间探索行为的差异。视频跟踪软件EthoVision XT用于分析在30分钟的测试期间的奔跑、饲养和挖掘行为。

Per1KO小鼠的养育时间更短，开始挖掘行为的潜伏期更长。对此有几种可能的解释:他们可能对弹珠或新环境不太感兴趣，不太能把这种设置理解为新奇，或者他们更焦虑。据报道，由于Per1KO小鼠没有表现出更多类似焦虑的行为(Jilg等人，海马体，2010)，将新环境视为新奇的问题与KO株相对较少的养育行为相一致，这反过来又与与探索受损相关的海马缺陷有关。

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声音

在超声发声试验中发现KO菌株海马相关行为缺陷的更多证据。当重复接触雌性时，WT雄性减少了每天的超声呼叫次数。Per1 KO株表现出明显的行为习惯化障碍。有趣的是，我们发现它们的超声发声的最小峰值频率更低，而且在WT和Per1 KO品系之间的发声结构不同。

性偏好

这种发声的差异也可能导致雄性测试对象对WT雌性小鼠的“吸引力”差异。为了验证这一点，研究人员使用了社交设置。一只WT型雌鼠被放置在一个三室的笼子里:中间的房间是空的，而每个外部的房间都有一个网状的笼子，里面有一只WT型雄鼠或一只Per1 KO雄鼠。每节课持续10分钟，用EthoVision XT进行记录和分析。

有趣的是，WT雌性小鼠花了更多的时间探索Per1KO雄性小鼠的笼子区域。作者推测这可能是由于从雄性KO小鼠中检测到的超声发声频率的调制所致;这也可能是由于不同的呼叫结构或气味。雌性似乎更喜欢突变体小鼠而不是WT小鼠，这可能有一个进化的原因:后代的遗传多样性更高，这是一个已知的提高种群适应性的原则。

生物钟基因是先天日常行为所必需的

这项研究和其他研究表明，WT小鼠在被给予选择的情况下，相当有能力表现出它们祖先与生俱来的日常行为，尽管它们已经在实验室里呆了很多年。这项研究还表明，生物钟基因Per1对于表现这些先天行为很重要。

确认

我要感谢作者Erik Maronde和Philipp Bechstein帮助我写这篇博客。阅读他们的出版物:

• Bechtstein p;Rehbach N.-J。;Yuhasingham g;Schurmann c;Gopfert m;Kossl m;Maronde, E.(2014)。时钟基因Period1调节小鼠固有的日常行为．皇家B学会学报，281, 20140034。