M E T O D O L O G Í A B Á S I C A

Genética del comportamiento social Humano

El gen candidato

� Éste método se basa en la elección de un gen que se asume de interés para el estudio de un fenotipo determinado.

� La elección de el gen se basa en el efecto biológico, fisiológico o funcional observado en el caracter asociado al gen, sobre el fenotipo de interés.

Elección del gen candidato

�  El primer paso para seleccionar un gen de interés, es la definición del fenotipo.

�  Es decir, la obtención de nociones relativamente claras del carácter a estudiar.

�  El segundo paso es determinar la medida en la que dicho fenotipo es de carácter heredable.

�  Esto se realiza mediante estudios con gemelos (MZ) y mellizos (DZ), en los que si se considera que las condiciones ambientales para los miembros de las parejas son iguales, la influencia hereditaria se manifiesta en la diferencia entre la correlación observada en mellizos y gemelos.

Elección del gen candidato

Elección del gen candidato

�  Luego de estudiar la heredabilidad, y por consiguiente los factores ambientales compartidos y no compartidos de un fenotipo, modelos animales, hipótesis informadas y conjeturas basadas en experimentación neuroquímica y/o neurofarmacéutica otorgan modelos de acción de neurotransmisores que arrojan, ipso facto, genes candidatos.

�  La estructura del gen a estudiar es conocida, y se determina en cada miembro del grupo mediante diversas formas de identificación genotípica.

Elección del gen candidato

La experimentación genética del comportamiento

�  Estructuración, o elección de juegos que evalúen el fenotipo de interés

�  Definición (arbitraria) de fenotipos según rangos definidos a priori para los resultados de cada juego.

�  Reunión de un grupo determinado a ser estudiado, al que se le informa sobre la mecánica de los juegos y retribuciones.

�  Diferenciación de sujetos por fenotipos mediante parámetros obtenidos en la

experimentación.

�  Correlación de resultados entre los juegos en caso de haber más de 1 �  Estudio de los polimorfismos en nucleótidos simples para determinar alelos (variantes)

del gen.

�  Análisis estadístico de la frecuencia de aparición de un polimorfismo determinado, o por haplotipos (más significativo), en los distintos grupos caracterizados por diferentes fenotipos.

Relación entre resultados de DG y SVO

�  Se observó (consistentemente con lo finalidad de ambos juegos) una gran correlación entre los resultados del DG con los del SVO.

�  El 64,7% de los sujetos del grupo prosocial del SVO fueron también otorgadores de altas sumas (>50%).

�  De el grupo individualista en SVO, sólo el 26,5% otorgó altas sumas en el DG.

Ejemplos de la metodología

�  Israel et al. Oxytocin Receptor (OXTR) Contributes to Prosocial Fund Allocations in the Dictator Game and the Social Value Orientations Task

� Kreuger et al. Oxytocin Receptor Genetic Variation Promotes Human Trust Behavior

Israel et al. Oxytocin Receptor (OXTR) Contributes to Prosocial Fund Allocations in the

Dictator Game and the Social Value Orientations Task

Selección del gen candidato

�  “Not only has the role of AVP and OT been independently shown to enhance a range of social behaviors across the class of Mammalia including humans, but the interaction between these two social hormones has also been broadly documented”

�  “We hypothesized, based on our first findings showing that the length of the

AVPR1a RS3 promoter region repeat predicted Dictator Game allocations, that the OXTR gene would also likely modulate other-regarding behavior in this simple laboratory game.”

�  “Intriguingly, intranasal application of OT has been shown to increase trusting behavior in humans , identification of others’ affective states and amygdala responses to emotional faces. Administration of OT also improves social cognition in autism”

Selección del gen candidato

�  Como se desprende de las citas anteriores, la selección del gen candidato fue basada en la evidencia que la literatura científica ofrece respecto al rol de la oxitocina en la modulación de los comportamientos sociales.

�  Basados en experimentos anteriores del grupo de investigación, se conjeturó que al estar la AVP y la OT tan estrechamente ligadas, y al tener el gen codificador del AVPR1a incidencia en los comportamientos exhibidos en el DG, el gen del OXTR debiese tener también incidencia en la modulación de los comportamientos sociales.

Selección de juegos para estudio de fenotipos específicos

�  Se determinó que la relación a estudiar sería la del gen codificador del OXTR, con los comportamientos prosociales.

�  Por consiguiente se seleccionó el Juego del Dictador (DG), y los Valores de Orientación Social (SVO)

Definición de grupos y fenotipos para cada juego

�  En el DG, se definieron 2 grupos: Los que otorgaban grandes cantidades (>50%), y los que entregaban bajas cantidades (<50%). (Sin definición de qué comportamientos fueron considerados como prosociales).

�  El SVO se dividió en 3 grupos según las respuestas a las 9 preguntas que contiene: Prosociales, individualistas (pro-individuo, y competidores), e indeterminados (sujetos con menos de 6 respuestas consistentes con las otras clasificaciones

Reunión de grupo a analizar

�  Se contactó a estudiantes de la universidad donde el equipo científico trabaja. El grupo contaba con 101 hombres y 102 mujeres de 26 años de edad promedio, a los que se les informó acerca del funcionamiento de los juegos.

�  Un segundo grupo de 98 sujetos, todos madres de los estudiantes del primero grupo fue reunido e instruido sobre los juegos.

Agrupación por datos obtenidos en la experimentación

�  Luego de realizar los juegos, los resultados fueron estudiados para dividir en los grupos previamente mencionados.

�  En el DG, 47% de los sujetos otorgó grandes cantidades.

�  En el SVO, 57% de los participantes fue catalogado como prosocial, 36% como individualistas, y 7% como indefinidos. 38% de los individuos respondió 9/9 preguntas de manera prosocial, y 24% respondió 0/9 preguntas de tal forma (individualistas), siendo ambos conjuntos de selección la bimoda.

Asociación estadística de SNPs y fenotipos observados

�  Hay 16 SNPs en el gen del OXTR. �  El equipo determino que sólo 15 de ellos presentaban una

frecuencia de heterocigotos suficiente para ser estadísticamente significativos.

�  Luego, se analizó cada uno de estos polimorfismos en función de su incidencia en los resultados del DG y SVO.

Asociación estadística de SNPs y fenotipos observados

�  De los 15 SNPs, se observó que 8 guardaban relación con uno o ambos juegos.

�  Rs1042778 demostró tener la mayor incidencia en ambos juegos.

�  Se identificaron SNPs de acción por géneros, como rs237897 en hombres y rs9840864 en mujeres.

�  6 de los 8 SNPs más significativos demostraron tener incidencia en los resultados para ambos juegos

Gráfico de los polimorfismos mas significativos y el SVO

�  Para los 3 SNPs más significativos se realizó un gráfico que muestra la diferencia de resultados en SVO para cada variante (alelo).

Análisis de haplotipos

�  Dado que el análisis por haplotipos arroja datos más significativos al considerar agrupaciones de SNPs, se determinó que los haplotipos situados entre el loci 2 y 8 eran significativos en las decisiones exhibidas en ambos juegos, basándose en correlaciones estadísticas entre haplotipos y fenotipos.

�  Luego de un proceso de verificación estadística y análisis se determinó que un haplotipo de 4 locus, compuesto por los SNPs (rs9840864-rs237888-rs2268490-rs237887) poseía alta incidencia en ambos el DG y el SVO.

Kreuger et al. Oxytocin Receptor Genetic Variation Promotes

Human Trust Behavior

Selección del gen candidato

�  “Given that human trust behavior is heritable and

intranasal administration of oxytocin enhances trust, the oxytocin receptor (OXTR) gene is an excellent candidate to investigate genetic contributions to individual variations in trust behavior”

�  “Our hypothesis is based upon the findings that (i) trust behavior is heritable (Cesarini et al.,2008), suggesting that specific genes may be responsible for inter-individual variation”

Selección del gen candidato

�  Como se desprende de la cita anterior, el equipo de

investigación determinó el gen a estudiar basándose en los efectos observados del neurotransmisor OT. Dichos efectos han sido documentados en la literatura científica.

�  Otro factor tomado en consideración es el carácter heredable del comportamiento de la confianza (estudios con gemelos).

Elección o estructuración de los juegos

�  El equipo busco juegos que evaluaran comportamientos de confianza, reciprocidad de la confianza, y comportamiento ante el riesgo.

�  Para esto seleccionó 2 juegos. 1 en el que un sujeto brinda una cantidad de dinero x, la cual al llegar al otro sujeto es triplicada. El segundo individuo decide entonces cuánto dinero enviar de vuelta al individuo 1. Ambos sujetos intercambiaron roles luego de 5 rondas, permitiendo desarrollo de estrategia, y análisis del compañero.

Elección o estructuración de los juegos

�  El segundo juego se basaba en el mismo principio, sólo que en lugar de enviar una cantidad de dinero a otro sujeto, se le envía a una computadora que enviará de vuelta dinero en cantidades plausibles. Esto permite evaluar comportamiento ante el riesgo en lugar de relaciones de confianza.

Reunión del grupo a estudiar

�  Se convocó a 108 estudiantes de sexo masculino y diestros, a los cuales se informó acerca de la estructura remunerada del experimento. La edad media de los sujetos era de 20.2, con 14,5 años de educación en promedio.

Definición de fenotipos

�  En este trabajo, no se definió rangos dentro de los cuales un individuo presentaría un tipo de fenotipo u otro, sino que se observó la correlación entre la recurrencia de un gen y los comportamientos asociados a confiar y a reciprocar la confianza, manifestados en la cantidad de dinero enviada y devuelto en el juego seleccionado.

Trabajo genotípico

�  La estructura del gen codificador del OXTR es conocida, y la locación de sus SNPs también lo es.

�  Ésta investigación se centró mediante asociación estadística en el rol que el SNP rs53576 juega en la manifestación de los comportamientos asociados a la confianza.

Asociación estadística entre SNP y los comportamientos observados

�  El análisis indicó que el SNP rs53576 incide primariamente en los comportamientos asociados a confiar, no aumentando ostensiblemente los comportamientos de riesgo, o la reciprocidad de la confianza.

�  Se observó que los individuos con genotipo GG aportaban un 14% más que los sujetos que presentaban el alelo A en su genotipo (AA/AG).