Las larvas de abejas se desarrollan en trabajadores pero no en reinas, en parte, porque su dieta de pan de abeja / polen está enriquecida en miARN de plantas. Mientras que los miARN son generalmente reguladores negativos de la expresión génica en eucariotas, también regulan negativamente el desarrollo larvario cuando las larvas de abejas consumen pan de abeja/ polen y absorción de miARN de plantas. El grupo de Xi Chen y Chen-Yu Zhang en la Universidad de Nanjing informa este hallazgo el 31 de agosto de 2017 en PLOS Genética .
La forma en que se ha formado la casta en las abejas es un enigma perdurable. Aunque las reinas y las trabajadoras son genéticamente idénticas, las reinas son reproductivas y tienen un tamaño corporal más grande, se desarrollan más rápido y viven más tiempo que las trabajadoras. La visión predominante es que la alimentación larval diferencial determina la diferenciación de castas:la jalea real estimula la diferenciación de las larvas en reina, mientras que el pan de abeja y el polen consumidos por el resto de las larvas conducen al destino de las abejas obreras. Sin embargo, todavía no se comprende completamente cómo las alteraciones en la dieta modifican tan a fondo la trayectoria de desarrollo de las abejas.
En estudios previos, el grupo de Chen-Yu Zhang ha informado de un hallazgo sorprendente de que los miRNA de las plantas se ingieren de las dietas de las plantas y pasan a través del tracto gastrointestinal, ingresan a la sangre, se acumulan en los tejidos y regulan la expresión de genes endógenos en los animales. Sus hallazgos sugierenque los miARN exógenos ingeridos pueden regular la expresión génica endógena y remodelar los fenotipos animales. Curiosamente, dado que los componentes del pan de abeja / polen son principalmente materiales vegetales y la jalea real es una secreción glandular de abejas nodrizas, las dietas para larvas destinadas a obreras y reinas son diferenciadasderivados de fuentes animales y vegetales. Por lo tanto, Xi Chen, Chen-Yu Zhang y sus colegas deciden investigar si los miARN de diferentes dietas de larvas pueden tener un impacto distinto en el desarrollo de las abejas.
Aquí, informan que los miARN de plantas están más enriquecidos en pan de abeja / polen que en jalea real. Mientras que los miARN de plantas de pan de abeja / polen se alimentan a las larvas, causan retraso en el desarrollo y reducciones en el tamaño del cuerpo y los ovarios en las abejas; en contraste,Los miRNAs en la jalea real no son suficientes para alcanzar un nivel funcional, por lo tanto, las larvas destinadas a la reina evaden esta regulación. Los estudios mecanicistas revelan que amTOR, un gen estimulante en la diferenciación de castas, es el objetivo directo de miR162a. Curiosamente, los miRNAs de plantas ingeridos tienen unefecto inhibidor similar en el desarrollo de la mosca de la fruta, a pesar de que la mosca de la fruta no es un insecto social. En resumen, este estudio revela un nuevo mecanismo que planta miRNAs en la dieta larval de las abejas obreras retrasa la diferenciación de castas y mantiene los ovarios inactivos, lo que induce a las abejas obreras estériles.
Los resultados de este estudio son importantes por las siguientes razones :
1 Este estudio revela una función previamente no caracterizada del ARN en el pan de abeja / polen en lugar de la proteína, el azúcar y la hormona en la jalea real para influir en la diferenciación de castas.Las teorías sobre la formación de castas de abejas necesitan ser reexaminadas desde un nuevo ángulo, además del enfoque tradicional en la jalea real y sus componentes.En general, el efecto positivo de la jalea real y el efecto negativo de los miARN de plantas en el desarrollo de las abejas melíferas pueden mantener la estabilidad del orden social de la colonia de manera coordinada.Desde este punto de vista, los miARN vegetales no se incluyen accidentalmente como parte de los alimentos, sino que se recolectan con un propósito específico, probablemente para la supervivencia de las colonias de abejas melíferas.
2 Este estudio proporciona apoyo adicional para el concepto de transferencia horizontal de miRNA a través de especies y reinos.Los miRNA de plantas ingeridos pueden incluso influir en el destino del desarrollo y remodelar los fenotipos en las abejas y las moscas de la fruta.La transferencia de miRNA de una especie a otra puede ser un mecanismo convencional para facilitar la comunicación cruzada y entre especies.
3 En un sentido evolutivo, el papel de los miARN de plantas en la regulación del desarrollo de las abejas melíferas puede ofrecer pistas valiosas para nuestra comprensión de la interacción y la coevolución entre reinos.En la naturaleza, las plantas entomófilas desarrollan características que son atractivas para las abejas melíferas para la polinización, mientras que las plantas anemófilas usan el viento para esparcir polen y producir polen que está menos adaptado a los insectos.¿Es posible que los miARN de las plantas estén más enriquecidos en el polen de las plantas entomófilas que en las plantas anemófilas?Si es así, la selección de fuentes de alimentos por las abejas melíferas indica una adaptación evolutiva extraordinaria para el éxito de la colonia a través de la asociación entre dos organismos que interactúan.Otros estudios en este nuevo campo pueden arrojar luz sobre el impacto del consumo de alimentos en la evolución del ecosistema.Por ejemplo, vale la pena investigar si la pérdida a gran escala de las colonias de abejas puede ser consecuencia de los cambios globales de las comunidades de plantas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Escuela de Ciencias de la Vida de la Universidad de Nanjing . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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