Los científicos de la Universidad Queen Mary de Londres y la Universidad Nacional de Australia han descifrado cómo los cambios en la nutrición en el desarrollo temprano de las abejas melíferas pueden dar lugar a características adultas muy diferentes.
Las abejas reina y obreras son casi genéticamente idénticas pero se alimentan con una dieta diferente a la de las larvas. Los investigadores han descubierto que los patrones específicos de proteínas en su genoma juegan un papel importante en la determinación de en cuál se desarrollan.
Estas proteínas, conocidas como histonas, actúan como interruptores que controlan cómo se desarrollan las larvas y la dieta determina qué interruptores se activan. Descubrieron que la reina se desarrolla más rápido y la vía de desarrollo de los trabajadores se activa activamente desde un programa de desarrollo de reina predeterminado.
Este cambio es causado por la epigenética, un conjunto dinámico de instrucciones que existen 'encima' de la información genética, que codifican y dirigen el programa de eventos que conduce a la expresión diferencial de genes y al resultado del desarrollo del trabajador o la reina.
El estudio, publicado en Investigación del genoma , describe el primer mapa genómico amplio de los patrones de histonas en la abeja y el primero entre cualquier organismo del mismo sexo que difiere en la división reproductiva del trabajo.
Las abejas también son polinizadores muy importantes, por lo que es crucial comprender su biología molecular, cómo se desarrollan y los mecanismos que regulan esto.
El autor principal, el Dr. Paul Hurd, de la Universidad Queen Mary de Londres, dijo: "La capacidad de una larva individual para convertirse en trabajadora o reina se debe a la forma en que los genes se activan o desactivan en respuesta a la dieta específica; estodetermina resultados tan diferentes del mismo genoma "
"Mostramos que las reinas y las trabajadoras tienen patrones específicos de histonas a pesar de que sus ADN son los mismos. Estas proteínas controlan tanto los aspectos estructurales como funcionales del material genético del organismo y tienen la capacidad de determinar qué parte del genoma, y cuándo, tienepara activarse para responder a estímulos internos y externos "
Las histonas tienen pequeñas etiquetas químicas, o modificaciones epigenéticas, que les permiten actuar de manera diferente a las que no lo hacen, generalmente al permitir el acceso al ADN y los genes. Esto permite que el ADN idéntico se comporte de diferentes maneras porque está envuelto alrededor de las histonascon diferentes etiquetas químicas epigenéticas.
El coautor profesor Ryszard Maleszka, de la Universidad Nacional de Australia, agregó: "El alcance de las modificaciones de histonas descubiertas por este estudio fue notable y superó nuestras expectativas. Pudimos identificar dónde están las diferencias importantes en los genomas de trabajadores y reina"
La información epigenética puede verse alterada por factores ambientales, incluida la dieta. En el caso de las abejas melíferas, las larvas de la reina se alimentan con una dieta de jalea real, una sustancia potente capaz de cambiar las instrucciones de desarrollo.
El Dr. Hurd dijo: "Piense en el genoma como el libro de instrucciones de todo lo que es posible, pero la epigenética es la forma en que se leen esas instrucciones. La epigenética se trata de la interpretación y, por supuesto, hay muchas maneras diferentes de interpretar estas instrucciones ycuándo y en respuesta a qué "
Los autores descubrieron que algunas de las diferencias epigenéticas más importantes se encuentran en regiones del genoma de las abejas melíferas que no forman parte de los genes. Por primera vez, estas regiones de ADN reguladoras específicas de la casta que son tan importantes para hacer una reina o un trabajadorhan sido identificados
El profesor Maleszka dijo: "Nuestros hallazgos son importantes porque un alto nivel de similitud de los kits de herramientas epigenéticas entre las abejas y los mamíferos hace de este insecto familiar un sistema invaluable para investigar las sofisticaciones de la regulación epigenética que no pueden abordarse en humanos u otros mamíferos".
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Materiales proporcionados por Universidad Queen Mary de Londres . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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