Перегортання молекулярного перемикача може перетворити мурах-воїнів на фуражирів

Коли справа доходить до кар’єри, робочі мурахи поділяються на касти: одні займаються захистом, інші шукають їжу для колонії. Але ці ролі не визначені. На кар’єрну траєкторію мурахи впливають фактори її середовища на ранньому етапі життя.

Тепер дослідження показує один із способів впливу цих екологічних факторів. Білок під назвою CoREST діє як молекулярний перемикач у флоридських мурах-теслярів ( Camponotus floridanus ), повідомляють дослідники 12 листопада в Molecular Cell . Перемикаючи його, великих робітників, яким судилося стати солдатами, можна перепрограмувати на виконання роботи своїх менших сестер-фуражистів.

Міцні воїни, яких називають майорами, та працівники, які шукають їжу та доглядають за ними, яких називають малолітніми, мають майже ідентичні набори ДНК. Тож дослідники шукали епігенетичні впливи, хімічні мітки на ДНК та пов’язані з ними білки, які можуть маніпулювати зчитуванням генів, щоб пояснити різну поведінку.

«І це те, що ми виявили», — каже Шеллі Бергер, молекулярний біолог із Школи медицини Перельмана при Пенсільванському університеті. «Це перший епігенетичний механізм, який був знайдений у мурах для регулювання поведінки в мозку».

Нове дослідження підкреслює, що навіть вузькоспеціалізовані соціальні комахи зберігають значну гнучкість і здатність реагувати на навколишнє середовище, каже Берил Джонс, еволюційний біолог з Прінстонського університету, який не бере участі в дослідженні. «Імовірно, це ще один важливий аспект великого успіху соціальних комах», — каже вона.

Команда Бергера раніше показала, що ін’єкція хімічної речовини, трихостатину А, яка допомагає розкрутити щільно упаковану ДНК, може перепрограмувати старших на поведінку неповнолітніх ( SN: 31.12.15 ). Але було незрозуміло, на які гени впливає трихостатин А, або як далеко у своєму розвитку мурахи ще можуть змінювати роботу.

У новому дослідженні Бергер та її колеги вводили трихостатин А в мозок робочих мурах через нуль, п’ять або 10 днів після того, як мурахи вийшли дорослими зі стадії лялечки. Ці ін’єкції могли перепрограмувати головних робітників до їхньої дорослої стадії до п’яти днів, але якщо ввести їх пізніше, ролі мурах уже були визначені, і було б надто пізно їх змінювати.