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Genes de hexamerinas em Apis mellifera: busca de funções alternativas durante o desenvolvimento

Processo: 08/00541-3
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de outubro de 2008
Vigência (Término): 30 de setembro de 2012
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Genética - Genética Animal
Pesquisador responsável:Marcia Maria Gentile Bitondi
Beneficiário:Juliana Ramos Martins
Instituição-sede: Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:05/03926-5 - Genômica funcional de Apis mellifera: busca de novos genes e redes funcionais no contexto do desenvolvimento, da diferenciação de castas e da reprodução, AP.TEM
Assunto(s):Hexamerinas   Apis mellifica

Resumo

Em insetos holometábolos, o estágio larval caracteriza-se pelo grande consumo de alimento que é em parte utilizado para a síntese de proteínas de estocagem no corpo gorduroso. Estas proteínas são temporariamente armazenadas na hemolinfa para serem consumidas durante e após a muda metamórfica. Pupas não se alimentam, mas utilizam estas proteínas como fonte de aminoácidos para o crescimento e diferenciação de órgãos e tecidos. Hexamerinas constituem uma classe de proteínas de estocagem, formadas por seis subunidades (hexâmeros) geralmente idênticas.Estudos prévios em nosso laboratório identificaram 4 genes que codificam hexamerinas em A. mellifera (hex 70a, hex 70b, hex70c e hex 110), os quais diferem substancialmente em estrutura e perfis de expressão nas castas e sexos, ao longo da ontogênese, e em diferentes órgãos e tecidos. Neste projeto, pretendemos avançar no estudo da função destes genes de hexamerinas. A expressão de um deles, hex 70c, se limita ao penúltimo estágio larval e coincide com a ocorrência da divergência entre as castas, sugerindo uma função neste processo. A atividade deste gene, conforme deduzida da abundância de transcritos, é modulada em função do título de hormônio juvenil, o qual regula o processo de diferenciação de castas. O gene hex 110 tem um perfil incomum de expressão, abrangendo os estágios larval, pupal e grande parte do estágio adulto. Os níveis de expressão deste gene no corpo gorduroso foram relacionados ao status reprodutivo das fêmeas, com aumento significante de transcritos em operárias com ovários ativos e rainhas ovipositoras. O gene hex 70a se expressa nas gônadas de pupas, sugerindo função no crescimento dos ovários e no processo de espermatogênese nos testículos. A expressão do gene hex 70b é restrita ao estágio larval e praticamente cessa após a muda metamórfica, sugerindo função primordial neste processo. Estes dados, além de outros que resumem o investimento de nosso laboratório no estudo das hexamerinas, foram publicados (Cunha et al. 2005; Bitondi et al. 2006) ou foram recentemente submetidos para publicação (Martins et al. 2008), ou ainda fazem parte da Dissertação de Mestrado de J. R. Martins, a ser defendida brevemente. Tendo estes dados como suporte, estamos agora propondo uma série de abordagens experimentais com a finalidade de caracterizar aspectos da função dos genes codificadores de hexamerinas em A. mellifera. Experimentos de silenciamento gênico serão realizados para verificação de função de hex 70c na diferenciação de castas e de hex 70b na muda metamórfica. Os títulos de hormônio juvenil serão quantificados em abelhas submetidas ao silenciamento do gene hex 70c para verificação da possível função da proteína HEX 70c em controlar os títulos deste hormônio. Visto que detectamos expressão de hex 70a nas gônadas em desenvolvimento interessa-nos determinar que tipos de células gonadais expressam estes genes, o que certamente constitui uma estratégia importante para a determinação de função. Para isto utilizaremos hibridização in situ. De modo similar, com base em dados experimentais que mostram aumento significativo de transcritos de hex 110 no corpo gorduroso de operárias com ovários ativos, a presença de transcritos deste gene será investigada nos ovários em atividade, tanto de rainhas como de operárias, também utilizando-se hibridização in situ, com a finalidade de esclarecer a função da proteína correspondente na reprodução. Por fim, como subsídio para o entendimento da dinâmica de seqüestro das hexamerinas da hemolinfa para o corpo gorduroso nossa proposta inclui a identificação de genes cujos produtos (receptor de hexamerinas e HP19) estão envolvidos neste processo. Em conclusão, pretendemos com este projeto avançar na busca da função diferencial de hexamerinas nas castas e sexos, abordando aspectos cruciais do ciclo de vida das abelhas, tais como divergência de castas, metamorfose e reprodução.

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
MARTINS, JULIANA R.; ANHEZINI, LUCAS; DALLACQUA, RODRIGO P.; SIMOES, ZILA L. P.; BITONDI, MARCIA M. G. A Honey Bee Hexamerin, HEX 70a, Is Likely to Play an Intranuclear Role in Developing and Mature Ovarioles and Testioles. PLoS One, v. 6, n. 12 DEC 9 2011. Citações Web of Science: 25.
MARTINS, JULIANA R.; NUNES, FRANCIS M. F.; CRISTINO, ALEXANDRE S.; SIMOES, ZILAL P.; BITONDI, MARCIA M. G. The four hexamerin genes in the honey bee: structure, molecular evolution and function deduced from expression patterns in queens, workers and drones. BMC MOLECULAR BIOLOGY, v. 11, MAR 26 2010. Citações Web of Science: 50.
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
MARTINS, Juliana Ramos. Genes de Hexamerinas em Apis mellifera: Busca de Funções Alternativas durante o Desenvolvimento.. 2012. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto Ribeirão Preto.

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