Mammal에서 female은 hormonal change, offspring으로부터의 sensory cue에 영향받아 care.
Male은 care에 잘 참여 X, biparental care는 전체의 5 % 정도에서 발견
oldfield mouse (Peromyscus polionotus subgriseus)
이 종은 socailly monogamous, cooperative biparental care
adrenal gland가 다른 종보다 몸 크기 대비 길다는 것을 발견
-> deer mouse (Peromyscus maniculatus)와 비교, 몸 크기 대비 steroid hormone producing region이 9배 이상
-> unknown hormone producing cell 발견.
oldfield mouse의 gene expression을 RNA-seq 조사
-> adrenal gland에서 steroid hormone synthesis에 관여하는 enzyme 매우 높음
Akr1c18: steroid hormone synthesis에 관여, oldfield mouse에서 deer mouse보다 3000배 많이 발현
AKR1C18: 많은 종의 ovary에서 발견, progesterone을 20α-hydroxyprogesterone (20α-OHP)로 convert
oldfield mouse는 adrenal gland와 blood에서 AKR1C18 level 높다
Santa Rosa Island beach mouse에서도 AKR1C18 level 높음, cloudland deer mouse에서는 아님
이 둘은 각각 <5000년 전에 분화한 종, sister subspecies
따라서, adrenal gland의 20 α-OHP production ability는 oldfield mouse의 acquired trait
oldfield mouse의 male, female은 nest 짓고 pup 나가면 데려옴
female은 licking, grooming도 해줌.
대부분의 mammal은 자기 새끼한테만 caring behavior 보이지만, oldfield mouse는 alloparenting (다른 개체 새끼도 care)
20α-OHP dose가 experienced oldfield parent의 alloparental care를 향상시킴
또한 unexperienced, unmated deer mouse의 pup retrieval 17 % 향상시킴
-> 20α-OHP가 parenting behavior에 영향을 준다
20α-OHP는 progesterone receptor와 결합 잘 못함
가설) 20α-OHP는 뇌로 가서 inhibitory GABA_A receptor와 상호작용하는 물질로 전환될 것이다
20α-OHP를 parental care와 관련된 brain region 두 곳과 incubation 시켰더니 allopregnanediol (allo-diol) 생성
allo-diol injection은 unmated deer mouse의 pup retreival 유도, experienced oldfield mouse의 nest building 개선
oldfield mouse에서 GABA_A receptor 많은 neuron의 current 측정allo-diol 자체는 baseline current에 영향 X, agonist의 영향을 더 오래 지속시킴
adrenal gland에서 Akr1c18 express하는 cell 조사, 이미 알려진 cell 제외
oldfield와 beach mouse에서 존재하는 새 cell layer 발견 (zona inaudita라고 명명)
이 layer의 cell은 cholesterol로부터 20α-OHP 합성하는 데 필요한 모든 enzyme 갖춤
이전까지 주로 연구되던 species-specific cell type 연구는 human-primate 처럼 적당히 먼 관계에서 이뤄짐,
oldfield mouse와 deer mouse는 interbreeding 가능할 정도로 가까운 관계.
deer mouse와 oldfield mouse 함께 키우고, 이들 자손 interbreeding 해 나온 개체의 adrenal gland RNA와 DNA 비교
oldfield mouse에서 zona inaudita에서 highly expressed 되는 gene 찾음: Gadd45a, Tnn
Gadd45a 근처 DNA sequence 변화가 Gadd45a와 zona inaudita 관련 transcription factor를 high expression 시킴
(adrenal gland development 동안)
이후 Tnn, extracellular matrix genes, Akr1c18이 zona inaudita cell의 20α-OHP synthesizing ability를 부여
questions)
allo-diol에 반응하는 뉴런/circuit은 어디죠?
20α-OHP와 allo-diol 농도 균형?