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Morgan Wirthlin Carnegie Mellon University
Il comportamento vocale dei mammiferi è molto variabile, esso va dai semplici grugniti e latrati al complesso apprendimento vocale esemplificato dal linguaggio umano e dal canto delle megattere.
Sebbene le basi neuroanatomiche, elettrofisiologiche e molecolari di questo tratto siano state esplorate in una manciata di specie, un quadro generale di come le differenze genomiche evolute siano alla base del comportamento vocale appreso rimane sfuggente.
Nelle regioni cerebrali coinvolte nel comportamento vocale, sono stati identificati cambiamenti convergenti nell’espressione genica unici dei taxa di apprendimento vocale, ma non presenti nei loro parenti vocali che non imparano. Data l’intrigante possibilità suggerita da questi risultati che possano esistere meccanismi genetici fondamentali per l’evoluzione del comportamento vocale appreso, si è cercato di scoprire se questa convergenza esiste anche a livello delle sequenze regolatrici che controllano l’espressione genica. È stato così valutato il profilo epigenomico di diverse regioni cerebrali coinvolte nel controllo vocale nel macaco, nel ratto e nel pipistrello della frutta egiziano utilizzando ATAC-seq, una tecnica per valutare l’accessibilità della cromatina a livello dell’intero genoma. Integrando questi e altri set di dati aperti sulla cromatina, è stata affinata la pipeline esistente per mappare presunte sequenze regolatrici nell’ambito delle specie di mammiferi sequenziate e allineate nell’ambito del progetto Zoonomia e identificato insiemi conservati di sequenze regolatrici coinvolte nell’attività specifica del cervello. Sono state quindi analizzate queste sequenze regolatrici ortologhe per valutare la possibilità di un legame differenziale con fattori di trascrizione che potrebbe spiegare le differenze nell’attività di regolazione genetica nelle regioni cerebrali coinvolte nel comportamento vocale, che potrebbe in definitiva spiegare l’evoluzione delle differenze fenotipiche nel comportamento vocale osservate tra le specie. La ricerca è stata quindi orientata all’identificazione dei cambiamenti genomici nelle regioni regolatrici dei geni, piuttosto che a quelli nelle sequenze codificanti le proteine, come focolaio per l’evoluzione del comportamento vocale dei mammiferi. e hanno identificato insiemi conservati di sequenze regolatrici coinvolte nell’attività specifica del cervello. Sono state quindi analizzate queste sequenze regolatrici ortologhe per valutare la possibilità di un legame differenziale con fattori di trascrizione che potrebbe spiegare le differenze nell’attività di regolazione genetica nelle regioni cerebrali coinvolte nel comportamento vocale, che potrebbe in definitiva spiegare l’evoluzione delle differenze fenotipiche nel comportamento vocale osservate tra le specie. La ricerca quindi punta ad identificare i cambiamenti genomici nelle regioni regolatrici dei geni, piuttosto che a quelli nelle sequenze codificanti le proteine, come focolaio per l’evoluzione del comportamento vocale dei mammiferi. e hanno identificato insiemi conservati di sequenze regolatrici coinvolte nell’attività specifica del cervello. Per questo sono state analizzate queste sequenze regolatrici ortologhe per valutare la possibilità di un legame differenziale con fattori di trascrizione che potrebbe spiegare le differenze nell’attività di regolazione genetica nelle regioni cerebrali coinvolte nel comportamento vocale, che potrebbe in definitiva spiegare l’evoluzione delle differenze fenotipiche nel comportamento vocale osservate tra le specie. L’obiettivo è quindi quello di puntare ad identificare i cambiamenti genomici nelle regioni regolatrici dei geni, piuttosto che quelli nelle sequenze codificanti le proteine, come focolaio per l’evoluzione del comportamento vocale dei mammiferi. Per tale motivo sono state analizzate queste sequenze regolatrici ortologhe per valutare la possibilità di un legame differenziale con fattori di trascrizione che potrebbe spiegare le differenze nell’attività di regolazione genetica nelle regioni cerebrali coinvolte nel comportamento vocale, che potrebbe in definitiva spiegare l’evoluzione delle differenze fenotipiche nel comportamento vocale osservate tra le specie.