Lật một công tắc phân tử có thể biến kiến chiến binh thành tiên nhân


Khi nói đến con đường sự nghiệp, kiến ​​thợ chia thành các nhóm: Một số giải quyết phòng thủ, một số khác tìm kiếm thức ăn cho thuộc địa. Nhưng những vai trò này đã được định trước. Một quỹ đạo sự nghiệp ant ant bị ảnh hưởng bởi các yếu tố trong môi trường của nó sớm trong cuộc sống.

Bây giờ, một nghiên cứu cho thấy một cách các yếu tố môi trường diễn ra. Một protein có tên CoREST hoạt động giống như một công tắc phân tử ở kiến ​​thợ mộc Florida (Camponotus floridanus), các nhà nghiên cứu báo cáo ngày 12 tháng 11 trong Tế bào phân tử. Bằng cách thay đổi nó, các công nhân lớn được định mệnh là những người lính có thể được lập trình lại để thực hiện công việc của các chị em thợ rèn nhỏ hơn của họ.

Các chiến binh Brawny, được gọi là chuyên gia, và tìm kiếm thức ăn, công nhân chăm sóc vườn ươm, được gọi là trẻ vị thành niên, chia sẻ các bộ DNA gần như giống hệt nhau. Vì vậy, các nhà nghiên cứu đã tìm kiếm những ảnh hưởng biểu sinh, thẻ hóa học trên DNA và các protein liên quan có thể điều khiển cách đọc gen, để giải thích các hành vi khác nhau.

Shel và đó là những gì chúng tôi tìm thấy, từ đó nói Shelley Berger, một nhà sinh học phân tử tại Đại học Y Perelman thuộc Đại học Pennsylvania. Voi Nó là cơ chế biểu sinh đầu tiên mà Lọ được tìm thấy ở loài kiến ​​để điều chỉnh hành vi trong não.

Nghiên cứu mới nhấn mạnh rằng ngay cả các loài côn trùng xã hội chuyên môn cao vẫn giữ được tính linh hoạt và khả năng phản ứng nhanh với môi trường của chúng, Beryl Jones, nhà sinh vật học tiến hóa tại Đại học Princeton không tham gia nghiên cứu cho biết. Đây có thể là một khía cạnh quan trọng khác của sự thành công lớn của côn trùng xã hội, cô nói.

Đội ngũ Berger Cảnh trước đây đã chỉ ra rằng việc tiêm một hóa chất, trichostatin A, giúp thư giãn DNA đóng gói chặt chẽ có thể lập trình lại các chuyên ngành để hành xử giống như trẻ vị thành niên (SN: 12/12/15). Nhưng điều đó không rõ ràng về gen mà trichostatin A đang ảnh hưởng, hoặc trong quá trình phát triển của chúng, loài kiến ​​vẫn có thể chuyển việc.

Trong nghiên cứu mới, Berger và các đồng nghiệp đã tiêm trichostatin A vào não của kiến ​​thợ, bằng không, năm hoặc 10 ngày sau khi kiến ​​xuất hiện khi trưởng thành từ giai đoạn nhộng. Những mũi tiêm này có thể lập trình lại các công nhân lớn đến năm ngày trong giai đoạn trưởng thành của họ, nhưng nếu được thực hiện sau đó, vai trò của kiến ​​Ants đã được chọn và đã quá muộn để thay đổi chúng.

Warrior ants, called majors, that are reprogrammed with an injection of a chemical called trichostatin A (left) forage for food more frequently than natural major workers. Like their foraging and nursery-tending worker kin, called minors, (right), the warrior ants regularly forage at a sugar water pool at the center of an arena.
When the team analyzed gene activity during this five-day window of sensitivity the reprogrammed major workers were producing more CoREST protein than those not injected with trichostatin A. CoREST represses enzymes that break down juvenile hormone, a hormone normally elevated in minor workers, but not in majors, the team found. Boosting CoREST made the warriors more like their minor foraging brethren — with less enzyme production and more juvenile hormone.  
CoREST has long been linked to neurological development, but this is the first time it’s been shown to influence behavior. The protein is found in a wide range of animals, including mammals. Given its ubiquity, CoREST may even play a key role in human biology, Berger says.
Chắc chắn sẽ có sự khác biệt giữa con người và loài kiến, cô ấy nói. Nhưng điều gì xảy ra nếu CoREST là một yếu tố điều chỉnh hành vi thực sự quan trọng ở người trong thời kỳ đầu đời và thậm chí là ở tuổi vị thành niên?

Tiếp theo, Berger muốn điều tra những thay đổi biểu sinh trong các tế bào não cá nhân của kiến, để xem các loại tế bào cụ thể có phải là chìa khóa cho mối liên hệ giữa mức độ CoREST và hành vi của kiến hay không.

Các nghiên cứu như thế này đã tiết lộ nền tảng di truyền của các xã hội côn trùng tạo ra một thời gian thú vị để nghiên cứu côn trùng xã hội, Daniel Kronauer, một nhà sinh học tại Đại học Rockefeller ở thành phố New York không tham gia vào nghiên cứu này. Người dân đã tự hỏi về các cơ chế làm cơ sở cho sự phát triển và phân công lao động từ rất lâu, và có cảm giác như cuối cùng chúng ta cũng đang trên bờ vực để hiểu họ, anh nói.

0 Comments:

Đăng nhận xét