Vědci zjistili, že za depresemi papoušků stojí nejspíš ztráta genu

Za jejich apatií či sebepoškozováním je evoluční ztráta genu CNR2, který reguluje záněty v mozku. I slabá infekce tak může ovlivnit vyladění, ve kterém ptáci vyhodnocují podněty ze svého okolí. Studie vyšla ve vědeckém časopise Proceedings of the Royal Society B.
 
Papoušky vnímá většina lidí jako barevné a věčně veselé společníky dobrodruhů bažících po exotice. Do obecného povědomí pronikly také zprávy o jejich inteligenci a učenlivosti, včetně schopnosti věrného napodobování lidské řeči.

Papoušci toho však umí daleko více, než si lidé obvykle myslí – díky značně rozvinutému mozku dokážou řešit poměrně složité problémy, vytváří si rozvinuté sociální vazby a aby si ukrátili dlouhou chvíli, vymýšlejí občas hry, které mohou jejich majitele nezřídka dohánět i k zoufalství.

Související

Marek Kuřina

Vzkaz z třetihor: Vědci popsali nový druh jepice z…

Martin Pokorný

Unikátní bakterie z Alpského jezera mění svůj…

Jen málokdo ovšem ví, že papoušci také často trpí poruchami chování, které v mnohém připomínají lidské deprese. Ty se mohou projevovat stereotypními pohyby, apatií, anorexií nebo naopak sklony k obezitě a v neposlední řadě také relativně častými sebezraňujícími sklony, obvykle v podobě vyškubávání vlastního peří.

Pohled na takovéto ptačí pacienty je pak velice smutný. Veterináři obvykle nemají mnoho možností pro účinnou terapii, a tak je léčba těchto poruch, spočívající především v ošetření poranění a zlepšení životních a sociálních podmínek, jen velmi zdlouhavá. Co je však příčinou těchto poruch, to prozatím zůstává obestřeno tajemstvím. 

Ptáci, a tedy i papoušci, mají ve srovnání s jinými obratlovci spíše malé a kompaktní genomy (soubory všech genů), které si obvykle konzervativně zachovávají svou strukturu. Jak se však ukázalo, papoušci jsou v tomto směru trochu výjimkou. V evoluci totiž v jejich genomech došlo k řadě přestaveb, které jednotlivými geny značně zamíchaly. Výzkumné skupině z katedry zoologie Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy se nedávno podařilo zjistit, že při těchto přestavbách ztratili papoušci také jeden z klíčových genů regulujících interakce mezi imunitním systémem a nervovou soustavou: kanabinoidní receptor druhého typu (CNR2).

V článku právě publikovaném v prestižním biologickém časopise Proceedings of the Royal Society B přinášejí důkazy o tom, že by tato ztráta mohla u papoušků zvyšovat citlivost k neurologickému zánětu. „V případě chybné regulace výměny signálů mezi imunitou a mozkem může mít i slabý zánět významný vliv na vnímání podnětů z prostředí. Zdá se, že právě u předků současných papoušků došlo v důsledku ztráty genu pro CNR2 k takovéto dysregulaci, která může ovlivňovat i jejich chování,“ říká vedoucí projektu doc. Michal Vinkler z PřF UK.

Výzkum, na kterém se podíleli krom zaměstnanců a studentů Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy také spolupracovníci z Evropské laboratoře molekulární biologie (EMBL), Ústavu molekulární genetiky AV ČR a Vojenského zdravotního ústavu, zmapoval evoluci kanabinoidního receptoru CNR2 napříč genomy více než 150 druhů obratlovců.

Pouze u papoušků ukázala srovnávací genomická analýza ztrátu tohoto genu napříč celou skupinou. „Papoušci prošli přirozeně v průběhu evoluce masivními chromozomovými přestavbami, které výrazně změnily jejich genom, minimálně dvakrát nezávisle na sobě, jak ukazuje chromozomová struktura druhů andulky vlnkované a kakapa. Kvůli tomu přišli o některé důležité regulační geny včetně genu pro CNR2, který se v obou případech nachází v bodech zlomu přestavby genomu. Tento receptor se podílí na regulaci zánětu, mimo jiné také v mozku, a to tak, že jej tlumí a ukončuje,“ vysvětluje Mgr. Daniel Divín, hlavní autor studie. 

Výsledky návazných selekčních analýz pak nenaznačují, že by sesterský gen CNR1 změnil v důsledku ztráty CNR2 svou funkci a tuto ztrátu u papoušků kompenzoval. „Zdá se tedy, že papoušci opravdu mohli ztratit důležitou schopnost prozánětlivé signály vysílané z těla k nervové soustavě adekvátně regulovat,“ dodává Daniel Divín.

Následná transkriptomická analýza pak tyto závěry potvrdila. Ukázala totiž, že i slabý zánět v těle vyvolává u papoušků, na rozdíl od příbuzných pěvců, prokazatelné změny v expresní aktivitě mozku, které indikují probíhající neurologický zánět. „Naše výsledky naznačují, že papoušci mají naneštěstí k depresím vrozené sklony. Spouštěčem by mohla být i relativně slabá infekce nebo výraznější změna prostředí či potravy ovlivňující složení střevní mikrobioty – takováto změna může spustit zánětlivé změny, které pak ovlivní vyladění, ve kterém ptáci vyhodnocují podněty ze svého okolí. Zánět, který je toho příčinou přitom nemusí být nijak silný – žádné dramatické imunopatologie. Kvůli ztrátě genu pro CNR2 mohou mít papoušci problém regulovat právě jen slabé výkyvy v imunitě, které ostatní druhy snadno vyváží,“ uzavírá Michal Vinkler.

Zda může tento poznatek přispět k budoucí léčbě ptačích pacientů, a jaké může mít případné implikace pro výzkum psychologických poruch obecně, zůstává zatím otázkou. Již nyní je ale zřejmé, že moderní výzkum rozmanitosti v genomech zvířat může ukázat překvapivé souvislosti i u druhů, které jsou tradičním biomedicínským výzkumem zcela opomíjeny.

Zdroj: Proceedings of the Royal Society B, Přírodovědecká fakulta UK