Una sola proteína puede convertir a una hormiga obrera en una reina

Para la mayoría de las especies de hormigas, nacer como una hormiga obrera significa que pasará toda su vida en el reloj. Pero para Harpegnathos saltator (también conocidas como hormigas saltarinas de Jerdon o hormigas saltarinas indias), siempre hay esperanza de ascensión. Si la reina de la colonia muere, los trabajadores se enfrentan a sus compañeros en un enfrentamiento por una oportunidad por la corona. Todos los contendientes se convierten en “gamergates” (el “gam” rima con “ham”), hormigas con cualidades de reina.

Los trabajadores y las reinas tienen roles socialmente distintos en sus colonias. Las masas de trabajadores encuentran comida y luchan contra los invasores, mientras que la única reina da a luz a más trabajadores. Cuando los trabajadores se convierten en puertas de juego, sus cuerpos cambian para reflejar su nuevo rol potencial: sus sacos de veneno se encogen y sus ovarios se expanden. Investigaciones anteriores también muestran que la transformación de trabajador a gamergate implica cambios en el tamaño del cerebro, hormonas alteradas y un aumento de 5 veces la vida útil. Pero el mecanismo exacto que desencadena estos cambios ha sido un misterio durante mucho tiempo. En un nuevo documento en Celda

, un equipo de biólogos y genetistas informa que lo han descifrado. Cambiar la expresión de una sola proteína, Kr-h1 (Krüppel homólogo 1), en el cerebro de las hormigas es suficiente para iniciar una cascada de cambios y lanzar a un trabajador hacia la realeza.

El trabajo de Kr-h1 es responder a las órdenes de dos hormonas: una hormona juvenil que se encuentra más en las trabajadoras y una hormona ecdisona que se encuentra en mayor abundancia en las reinas. Si se le da a una hormiga de 10 días más hormona juvenil, Kr-h1 apagará los genes relacionados con la reina y promoverá los genes obreros. Dale ecdisona a una hormiga y Kr-h1 hará lo contrario, promoviendo comportamientos de reina. Los investigadores también encontraron que si eliminaban Kr-h1 de las neuronas de las hormigas, las hormigas obreras empezaron a comportarse más como puertas de juego y las puertas de juego más como trabajadoras.

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“Esta proteína regula diferentes genes en los trabajadores y los jugadores y evita que las hormigas realicen comportamientos ‘socialmente inapropiados'”, dijo Shelley Berger, bióloga de la Universidad de Pensilvania en un declaración. “Es decir, se requiere que Kr-h1 mantenga los límites entre las castas sociales y para garantizar que los trabajadores continúen trabajando mientras los gamergates continúan actuando como reinas”.

En estas hormigas, Kr-h1 actúa como una palanca entre dos estados. Pero el trabajo futuro deberá determinar cómo estas proteínas y hormonas influyen en comportamientos específicos, dijo la neurocientífica de la Universidad de Friburgo Adria LeBoeuf, quien estudia los insectos sociales pero no participó en el trabajo. El Científico. “De alguna manera, estas hormonas terminan en el cerebro, [but] no sabemos cómo llegan allí ”, o por qué solo ciertos genes responden a ellos, dijo. Además, será importante descubrir cómo estas vías afectan los ovarios y otras partes clave del cuerpo durante estas transiciones, agregó.

Aún así, el hecho de que la misma proteína silencie diferentes genes en los cerebros de diferentes castas de hormigas y esencialmente controle esa segregación es sorprendente, dijo Roberto Bonasio, un epigenético molecular de la Universidad de Pensilvania y coautor del artículo, en un comunicado. declaración. “Pensamos que estos trabajos se asignarían a dos o más factores diferentes, cada uno de ellos solo presente en uno u otro cerebro”.

El mensaje clave es que las hormigas tienen todo el cableado para múltiples patrones de comportamiento que solo se llevan a cabo dependiendo de qué genes están activados, dijo Berger en la misma declaración. “En otras palabras, las partes tanto del Dr. Jekyll como del Sr. Hyde ya están escritas en el genoma; todos pueden desempeñar cualquiera de los dos roles, dependiendo de qué interruptores genéticos estén activados o desactivados “.

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