行为遗传学原理

作者：Robert R. H. Anholt and Trudy F. C. Mackay,

出版：Academic Press

索书号：Q351/A596/2012/ Y

行为是神经系统的最终体现。行为可能是一种自发的活动，或者对周围发生时间的适当反应，是整合了感官输入，身体需要，社会约束，并且基于自身的个性和先前的经验而发生的行动。事实上，我们的行为正反映了我们的人性。在更广泛的范围上讲，在动物世界里，行为最根本的目的是生存和繁殖。因此，行为为自然选择提供了平台，是进化的媒介。行为取决于很多方面，包括个体的发展史，遗传组成，神经系统的连接，生理状态，身体和社会环境。在分子水平上，就是精细协调的大量的生物化学反应。的确，行为为我们提供了了解生物学的一扇窗。

20世纪的大部分时间里，行为学的研究几乎全部是描述性的，从分子细节到有机组成去理解行为的复杂性是令人畏缩的，事实上也是棘手的挑战。这种情形随着20世纪后期神经科学的迅速发展，以及之后的基因组革命而改变，科学家们得到了很好的机会去研究“基因-大脑-行为”。这正是遗传通过神经系统影响行为的机制。神经科学一直起到引领的作用。一大批优秀的神经行为的教科书已经出版，除了McClearn和DeFries在1974年发表的先驱性文本，以及Plomin等2000年编著的主要关注人类认知的《行为遗传学》。目前，关于行为遗传学的比较全面的教科书还很少。

在本书中，我们定义行为遗传学为一个综合的学科。包含了模式生物和人的研究，整合了所有可能的原理。尽管在本书中我们主要从遗传的角度考察行为研究，但是神经生物学和外部的影响同样不可忽视。因此也包含在此书中。另外，讨论行为遗传学也不得不涉及进化遗传学和人群中的基因漂流。

行为是非常复杂的性状，是由很多环境和基因共同影响的。因此，行为遗传学属于数量遗传学的领域，对数量遗传学基本原理的理解是理解基因影响行为的基础。影响行为的基因可以分为两类：一类是影响行为的表现，一类是影响行为的变异。前者可以通过行为的发生研究，后者则需要经典的遗传学方法。

长久以来，我们一直有这些疑问：基因怎样决定我们的行为呢？我们的行为多少是受天性影响的，又有多少是受教养影响呢？我们的行为又是怎样进化的呢？量为行为遗传学领域的著名学者，Anholt和Mackay将在这本行为遗传学原理中给出答案。这本书结合了传统的和现代的遗传学原理与神经生物学和生态学观点，教授学生怎样去寻找和定位影响行为的基因，这些基因怎样协同表达使神经系统可以影响行为进而对变化的环境做出反应。

《行为遗传学原理》这本书给出了关于基因，大脑和行为关系的全面论述。在本书的前半部分，主要讲述了行为遗传学的原理和研究方法。第一章，作者简单介绍了行为遗传学的历史，从达尔文的进化论和孟德尔遗传定律到DNA双螺旋结构和突触传递，再到人类全基因组测序，行为遗传学进入了多学科交叉研究的时代。接下来，作者向我们描述了神经系统的组织和功能，以及神经传递的机制。我们的感官系统感受到外界的信号或者刺激，通过外周神经系统传递到中枢神经系统，进行加工后，指导我们的行为和反应。信号传递的媒介是神经递质。在接下来的几章，作者介绍了数量行为遗传学的基本原理和研究方法，总体来讲，行为的变异可以分解为遗传的变异和环境的变异。遗传和环境之间还存在相互和交互作用。遗传的变异和环境的变异可以用亲属之间（父母和子女，兄弟姐妹，双生子等）的相似性来估计，遗传变异占全体变异的比例称之为遗传力。连锁分析和相关分析可以用来确定复杂行为的数量性状位点，进而寻找相关的基因。另一种考察基因和行为之间相互关系的方法是突变发生和转基因技术，既可以通过人群中自然发生的突变和行为的相关分析，也可以通过动物的转基因模型考察基因和行为的关系。随着人类基因组测序完成，在全基因组水平上考察基因的变异，基因的表达（转录和翻译）和行为的关系逐渐兴起。

在本书的后半部分，作者主要介绍了在动物模型和人类中关于特定行为的遗传基础的研究，包括运动和睡眠，社会互动，嗅觉和味觉，学习记忆，成瘾行为。利用果蝇和小鼠等动物模型，研究者发现了可能与节律有关的基因——控制生物钟的转录因子，可能与睡眠的调控和保持相关的基因——r-氨基丁酸和多巴胺受体。社会互动包括很多方面，如求偶行为，亲和行为，攻击行为等。研究发现，这些行为既有进化的意义，也与某些激素和基因有关。果蝇之间通过信息素来交流达到求偶的目的；亲和行为和两种激素有关：加压素和催产素。小鼠的攻击行为和很多基因有关，如5-HT_1A和5-HT_1B受体，人类的攻击则发现与另一个基因有关——MAOA。嗅觉和味觉反应是通过各种气味的受体介导的。在小鼠基因组中大概有1000多个气味受体的基因。研究者通过转基因技术可以确定特定气味的受体。通过对模式生物的研究，研究者发现了学习和记忆的细胞及

前言

第一章 简介和历史的角度

概述

行为遗传学新领域的兴起

现代进化合成理论

分子遗传学的兴起

神经科学简史

行为遗传学的诞生

小节

研究问题

建议读物

第二章 神经传导的机制

概述

神经系统的信息传导

静息膜电位

动作电位的机制

离子通道，G-蛋白耦合受体和信号转导

小节

研究问题

建议读物

第三章 神经系统的功能组织

概述

哺乳动物神经系统的组织

大脑和外周系统的传递

昆虫神经系统的组织

神经递质

小节

研究问题

建议读物

第四章 测量行为：遗传和环境变异

概述

行为

检测

行为测验

控制实验误差

行为变异的来源

基因突变对行为表型的影响

环境的变异

基因-环境相关及交互作用

小节

研究问题

建议读物

第五章 群体中表型的基因型定位

概述

群体中的基因：随机交配

群体中的基因：近亲交配

数量行为遗传学模型

小节

研究问题

建议读物

第六章 表型变异的分解和遗传力

概述

随机交配群体中变异的成分

基因型-环境相关及交互作用

表型变异的分解

遗传力的概念

控制和估计变异的环境成分

小节

研究问题

建议读物

第七章 遗传力的估计

概述

亲属间表型的相似性

遗传对亲属间相似性的作用

环境对亲属间相似性的作用

人类群体中遗传力的估计

其他群体中的遗传力

行为特质的遗传力估计

小节

研究问题

建议读物

第八章 数量性状位点的定位

概述

连锁作图

区间作图

统计分析