ЛАБОРАТОРИЯ СРАВНИТЕЛЬНОЙ ГЕНЕТИКИ ПОВЕДЕНИЯ
Заведующая лабораторией — д.б.н., профессор РАН Галина Валерьевна Павлова
В 1949 г. директор Института эволюционной физиологии и патологии высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова АМН СССР акад. Л.А. Орбели пригласил на работу М.Е. Лобашева. Безработным М.Е. Лобашев оказался после печально известной августовской сессии ВАСХНИЛ им. В.И. Ленина 1948 г., разгромившей в СССР классическую («формальную») генетику. Михаила Ефимовича, сотрудника кафедры генетики и экспериментальной зоологии, декана биологического факультета ЛГУ им. А.А. Жданова, уволили как приверженца классической генетики.
1 августа 1950 г. под руководством М.Е. Лобашева была создана «лаборатория по переделке условных рефлексов». В 1951 г. лаборатория получила новое название – лаборатория физиологии низших животных. Официально перед лабораторией была поставлена задача разработки методов повышения производительности сельскохозяйственных животных. Однако фактически уже в те годы создавался задел для будущей генетики поведения. Первыми объектами стали куры и утки разных пород, шелковичные черви, близкие виды осетровых рыб и географические расы медоносной пчелы.
В 1957 г. М.Е. Лобашев вернулся в ЛГУ, где возглавил кафедру генетики и селекции, однако плодотворное сотрудничество с лабораторией продолжилось, руководителем лаборатории стала Н.Г. Лопатина. В исследованиях сотрудников лаборатории впервые было получено подтверждение положения И.П. Павлова об универсальности условного рефлекса. Было показано, что принципиальная основа условного рефлекса у позвоночных и беспозвоночных животных одна и та же, а выработка условного рефлекса может приводить к изменениям адаптивных возможностей организма. М.Е. Лобашевым были сформулированы два положения: о параллелизме в развитии основных свойств высшей нервной деятельности в филогенезе первично- и вторичноротых животных на генетической основе, общей у исходных предков, и о «сигнальной наследственности» – передаче индивидуального опыта внутри групп (стаи, стада, семьи). Началось систематическое изучение врожденных особенностей нервной системы и поведения у животных разных филогенетических уровней (насекомые, птицы, рыбы), установлен феномен матроклинии (наследования по материнской линии) многих адаптивных поведенческих признаков, в том числе способности к обучению. В начале 1960-х гг. появилась возможность открыто развивать генетический подход к физиологическим исследованиям поведения, а новым объектом исследований стала дрозофила.
В 1965 г. руководителем лаборатории сравнительной генетики поведения стала проф. В.В. Пономаренко. Она полагала, что функционирование генов необходимо не только в период эмбрионального развития организма, но и на протяжении всей его жизни. Была предложена концепция нейрогормональной регуляции генетических и цитогенетических процессов, согласно которой эти процессы (в том числе и в нервных клетках) регулируются по принципу обратной связи нейроэндокринной системой в соответствии с текущими нуждами организма, требованиями среды и индивидуальным опытом. Так было найдено недостающее звено – нейроэндокринное – в гипотезе М.Е. Лобашева о системной (организменной) регуляции генетических и цитогенетических процессов.
В.В. Пономаренко предложила изучать поведенческие и нейрологические эффекты мутаций с известным биохимическим проявлением. Изучение действия отдельных конкретных генов на поведенческие характеристики на долгие годы стало методологической основой генетики поведения и получило название программы «от гена к поведению» (Сеймур Бензер). У дрозофилы и медоносной пчелы началось исследование влияния на поведение мутаций гомологичных генов, контролирующих последовательные этапы кинуренинового пути обмена триптофана. В начале 1960-х гг. изучение нейроактивной роли кинуренинов только начиналось. Исследования на насекомых позволили показать влияние кинуренинов на скорость функционального созревания и процесс старения нервной системы – такие исследования почти невозможно проводить на позвоночных животных из-за большой продолжительности жизни. Была показана возможность использования мутантов кинуренинового пути в качестве моделей для изучения механизмов формирования ряда нервно-психических заболеваний у человека.
При изучении поведения мутантов дрозофилы оказалось, что на результаты сильно влияют условия содержания мух до эксперимента – поодиночке или в группе (социальный опыт). Исследования на линии дикого типа показали, что у самок в группе происходит выработка инструментального условного рефлекса (оперантное обучение), при котором активность мухи наказывается ударами от других особей, а покой позволяет избежать наказания. Позднее в арсенал методик добавилось условнорефлекторное подавление ухаживания – естественная форма обучения у дрозофилы. В результате опыта общения с нерецептивной оплодотворенной самкой самец на длительное время снижает интенсивность ухаживания за следующими самками. Была предложена физиологическая модель выработки условных связей при этой форме обучения и выделено несколько Р-инсерционных мутантов с нарушениями разных этапов обучения. Затронутый мутацией у одной из линий ген CG8776 получил собственное имя – no extended memory (nemy).
В 2000 г. заведующим лаборатории стал Н.Г. Камышев. Начинается внедрение методов автоматической регистрации поведения дрозофилы – локомоторной активности и звукопродукции. Для поиска генов, участвующих в регуляции работы центральных генераторов моторного паттерна, была создана новая большая коллекция (более 1000 линий) PdL-инсерционных мутантов. По различным критериям было выделено и идентифицировано более 40 генов, один из них – CG15630 обрел свое имя factor of interpulse interval (fipi). Было продолжено изучение социального поведения, но уже на самцах. Показано, что временное содержание в однополых группах приводит к длительному снижению уровня локомоторной активности и ухаживания за самками по сравнению с самцами, содержавшимися поодиночке. Генетический анализ выявил значимые факторы способности к модификации двигательной активности – баланс биогенных аминов и ольфакторная система коммуникации. Скрининг коллекции PdL-инсерционных мутантов показал, что в данной адаптивной модификации поведения принимают участие процессы эпигенетической регуляции экспрессии генов. Также продолжается поиск новых генов, нарушающих способность к условнорефлекторному подавлению ухаживания. Было показано, что эпигенетические механизмы участвуют и в процессах формирования памяти у дрозофилы. В эти годы в лаборатории начинают применять современные генетические методы – секвенирование ДНК, нозерн-блоттинг, полимерную цепную реакцию с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР) в реальном времени, конфокальную микроскопию с иммуноокрашиванием тканей, условный нокдаун генов с использованием бинарной системы GAL4-UAS.
В 2000 г. к лаборатории присоединился Д.А. Жуков с исследованиями социального поведения у крыс с разными стратегиями приспособления. Одна из его наиболее интересных находок состоит в том, что социальный стресс по-разному переживается особями с наследственно обусловленными активной и пассивной стратегиями приспособления. При этом крысы с пассивной стратегией часто имеют преимущество перед доминирующими особями. Д.А. Жуков оказался очень продуктивным популяризатором науки – из-под его пера вышло девять научно-популярных книг про основы поведения и стресса.
В 2023–2025 гг. и.о. заведующего лаборатории была к. б. н. Ю.В. Брагина.
В 2025 г. руководство лабораторией было возложено на д. б. н., проф. РАН Г.В. Павлову – известного специалиста в области молекулярной нейрогенетики, автора более 160 научных статей, 2 монографий и 20 патентов.
Актуальную информацию о научной деятельности лаборатории можно посмотреть на сайте лаборатории