Diferenciação gênica

Com base em 240 genes diferencialmente expressos em abelhas melíferas comuns, pesquisadores brasileiros e australianos identificam três grupos de genes responsáveis por diferenças morfológicas em rainhas e operárias

Por Thiago Romero

Agência FAPESP – A partir de 240 genes diferencialmente expressos em abelhas melíferas comuns (Apis mellifera), pesquisadores da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP), da Universidade de São Paulo (USP), em parceria com cientistas da Universidade Nacional da Austrália, em Canberra, identificaram três grupos de genes responsáveis pelo desenvolvimento de estruturas morfológicas específicas em rainhas e operárias.

O trabalho foi publicado na revista BMC Developmental Biology. Segundo Angel Roberto Barchuk, primeiro autor do artigo, um dos grupos de genes diferencialmente expressos em operárias faz com que esses insetos tenham um sistema nervoso "relativamente" mais desenvolvido do que as rainhas, além de outro grupo de genes serem os responsáveis pela formação de estruturas coletoras de pólen nas pernas posteriores.

Segundo o pesquisador da FFCLRP e professor da Universidade Federal de Alfenas, o terceiro grupo de genes tem relação direta com a variação do tamanho entre rainhas e operárias. As identificações ocorreram mediante o uso de microarranjos de DNA de mais de 6 mil genes de abelhas. Os 240 genes foram identificados na fase de desenvolvimento larval do inseto.

"Sabia-se que as rainhas tinham um sistema nervoso menos desenvolvido que o das operárias, mas não quais eram os genes responsáveis por essa diferença", disse Barchuk à Agência FAPESP. "Esse tipo de descoberta é importante não só para conhecer o caminho evolutivo das abelhas, mas também para entender a maneira como surgiu o comportamento social de outros insetos."

Segundo ele, o tor é o gene determinante do crescimento diferencial encontrado superexpresso em larvas de rainhas, fazendo com que essa casta fosse maior, enquanto dac, atx2, shot, ephR e fax são genes superexpressos em larvas de operárias e determinantes do desenvolvimento diferencial do cérebro dessa casta.

Um dos resultados do trabalho é a proposta de um modelo conceitual de diferenciação de castas em abelhas Apis mellifera. Para Barchuk, esse modelo indica, por exemplo, que a alimentação mais rica em geléia real, oferecida para as larvas de rainhas, induz a síntese de maiores níveis de hormônio juvenil e determina o desenvolvimento de indivíduos com corpos maiores e com sistemas reprodutivos mais desenvolvidos.

"Esse modelo, disponível no artigo que publicamos, é um resumo do conhecimento mundial sobre a diferenciação de castas em abelhas. Ele diz, ainda, que uma alimentação com mel, pólen e geléia real induz o surgimento de níveis menores de hormônio juvenil, o que pode permitir o desenvolvimento de estruturas das pernas posteriores e um maior desenvolvimento relativo do cérebro em operárias", explicou o bolsista da FAPESP.

A pesquisa, que também teve apoio da Universidade Federal de Alfenas, contou com a participação de Zilá Luz Paulino Simões, da FFCLRP, de Luciano Costa, do Instituto de Física de São Carlos da USP, de Alexandre Cristino, do Instituto de Matemática e Estatística da USP, e de Robert Kucharski e Ryszard Maleszka, da Escola de Pesquisas em Ciências Biológicas da Universidade Nacional da Austrália.

Para ler o artigo Molecular determinants of caste differentiation in the highly eusocial honeybee Apis mellifera, clique aqui.