Aprendizagem e habilidades relacionadas com a memória são utilizadas pelas abelhas adultas para efetuar a navegação, o forrageamento e outras atividades, que estão associadas com a região central do cérebro, que é relativamente mais desenvolvida nas operárias do que em rainhas. Durante o período larval, no entanto, a alimentação diferencial oferecida as potenciais rainhas promovem o desenvolvimento cerebral mais rápido e a expressão de genes neurogênicos (ataxin-2, cryptocephal, dachshund, Eph Receptor, failed axon connection, short stop e tetraspanin 5D). Acontece que, em algum momento do estágio pupal, essa tendência é modificada. Há evidências, de que o cérebro da rainha experimenta taxas relativamente maiores de morte cellular, enquanto que, a operária é favorecida por altas taxas de proliferação cellular, resultando cérebros específicos nas castas. No presente trabalho, nós relatamos resultados transcriptômicos que possam representar as bases moleculares do desenvolvimento diferencial do cérebro entre as castas. Análises de genoma em larga escala utilizando o microarray de oligonucleotídeos revelam um padrão oposto ao observado durante o período larval, com maiores níveis de transcrição no cérebro de operárias de 324 genes (por exemplo, mesencephalic astrocyte derived neurotrophic factor, minibrain, signal peptide peptidase e tumbleweed, todos associados a eventos neurogênicos ou a prevenção da morte cellular). Isso sugere que de alguma forma os respectivos produtos dos genes promovam o desenvolvimento diferencial do cérebro de abelhas. MANF, por exemplo, um gene superexpresso no cérebro de operárias codifica uma proteína com um domínio homólogo à SAP Ku70 C-terminal. Uma vez que essa molécula é um inibidor da proteína apoptótica Bax, MANF é um candidato a atuar como um fator anti-apoptótico durante o desenvolvimento cerebral (eventos de extensa morte cellular são característicos no cérebro de pupas de rainhas). Minibrain codifica uma proteína-quinase envolvida na regulação da divisão celular durante a neurogênese pós-embrionária, e é outro candidato a participar no mecanismo responsável pela inversão da taxa de tamanho do cérebro/ volume corporal entre rainhas e operárias. Além disso, foi avaliado por RT-qPCR o perfil de transcrição das variants A e B do ecdysone receptor (mediador da ação dos hormônios edisteróides e provavelmente está envolvido na morte celular diferencial e na proliferação de células do cérebro das castas) em três estágios do desenvolvimento pupal. Nossos resultados sugerem a existêcia de um limiar hormônio/receptor, onde excesso de hormônio, em rainhas, é desencadeado mais morte celular do que eventos de proliferação, que por meio da participação de genes efetores, acarretariam as diferenças morfológicas no cérebro adulto entre rainhas e operárias. / Learning and memory-related skills that honeybees use for navigation, foraging and other activities are associated with a central region of the brain, the mushroom bodies, which are relatively more developed in workers than in queens. During larval period, however, the differential feeding offered to prospective queens promotes faster brain development and higher expression of several neurogenic genes (ataxin-2, cryptocephal, dachshund, Eph Receptor, fax, shot, krüppel homolog-1 and tetraspanin 5D). It seems that in some point during pupation there happens a shift in this trend. In fact, queen’s brain experiences net cell death rates while worker’s brain is favored by higher rates of cell proliferation, resulting in caste specific brains. Here we report on transcriptomic results which might represent the molecular underpinnings of the differential brain development between castes. Genome-wide expression analyses using oligonucleotide microarray approach show an opposite pattern to that observed during larval development, with workers’ brain with higher transcription levels of 324 genes (e.g., mesencephalic astrocyte derived neurotrophic factor, minibrain, signal peptide peptidase, and tumbleweed, all associated to neurogenic events or cell death prevention). This suggests that somehow the respective gene products promote differential development of honeybee brain. MANF, for example, a gene superexpressed in workers’ brain, encodes a protein with a domain homologous to SAP Ku70 C-terminal domain. Since this molecule is an inhibitor of apoptotic protein Bax, MANF is a candidate to act as an anti-apoptotic factor during worker brain development (extensive cell death events characterize queens’ pupal brain). Minibrain encodes a protein-kinase involved in regulating cell division during post-embryonic neurogenesis, and is another candidate to participate in the mechanism responsible for the reversing the brain size/body volume rate between queens and workers. Moreover, we assessed by RT-qPCR the transcription profile of the ecdysone receptor (which mediates ecdysteroid action and is probably involved in differential brain cell death/proliferation between castes) variants A and B in three time points during pupal development. Our results suggest the existence of a hormone/receptor threshold above which (hormone excess), in queens, it would be triggered more cell death than proliferation events, which through the differential participation of effector genes, would lead to the morphological differences between adult queens’ and workers’ brain. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:10.254.254.39:tede/696 |
| Date | 22 August 2014 |
| Creators | OLIVEIRA, Márcio Tadeu de |
| Contributors | BARCHUK, Angel Roberto, http://lattes.cnpq.br/5211025235895756, MODA, Lívia Maria Rossatto, TANAKA, Erica Donato |
| Publisher | Universidade Federal de Alfenas, Instituto de Ciências Biomédicas, Brasil, UNIFAL-MG, Programa de Pós-Graduação em Biociências Aplicada à Saúde |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UNIFAL, instname:Universidade Federal de Alfenas, instacron:UNIFAL |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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