Genes diferencialmente expressos no desenvolvimento das pernas posteriores de rainhas e operárias de Apis mellifera

• Processo: 08/09505-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2009
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2012
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Morfologia - Citologia e Biologia Celular
• Pesquisador responsável: Klaus Hartmann Hartfelder
• Beneficiário: Carolina Gonçalves Santos
• 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): Biologia do desenvolvimento Apis mellifera Expressão gênica diferencial
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Abelha melífera | Achaete-Scute | Apis mellifera | Biologia de desenvolvimento | expressão gênica diferencial | Representatonal Difference Analysis | Biologia do Desenvolvimento

Resumo

A diferenciação das castas em Apis mellifera envolve vários mecanismos que se compreendidos podem ajudar a elucidar questões da evolução de socialidade. As castas, operária e rainha, apresentam diferenças morfológicas e fisiológicas determinadas pela expressão gênica diferencial durante o período pós-embrionário, quando uma mudança na alimentação é traduzida em alteração de níveis hormonais. Além dos caracteres reprodutivos, outros órgãos são diferenciados entre as operárias e rainhas. As operárias de Apis mellifera possuem, por exemplo, modificações nas pernas traseiras. A tíbia posterior apresenta uma região mais larga, côncava e lisa denominada corbícula, com poucas cerdas, longas e espessas, que é o local de armazenagem do pólen a ser transportado para a colônia. A formação das pernas de insetos é um processo que envolve a participação de vários genes, incluindo, por exemplo, distalless, ataxin-2, cryptocephal, grunge, dachshund, ultrabithorax e abdominal-A, todos funcionalmente estudados em Drosophila. Resultados obtidos por membros do grupo com qual colaboramos apontam que os dois últimos poderiam ser mais expressos em operárias. Porém, espera-se que além destes genes candidatos haverá outros, ainda não identificados, envolvidos na regulação do desenvolvimento dessa estrutura. O objetivo desse trabalho é identificar genes diferencialmente expressos durante o desenvolvimento das pernas posteriores de rainhas e operárias de A. mellifera. Para isso rainhas e operárias serão coletadas no quinto ínstar larval. Os discos imaginais serão analisados histologicamente para determinação dos processos envolvidos no desenvolvimento destes até a formação da estrutura adulta e determinação da melhor fase para a extração do RNA e posterior síntese do cDNA. Genes diferencialmente expressos serão identificados através da técnica de RDA (Representational Difference Analysis) onde etiquetas de genes superexpressos em operárias são enriquecidas por hibridização supressiva subtrativa. A seqüência das etiquetas passará por um pipeline de análise de qualidade antes de ser submetida para buscas BLAST contra o genoma de Apis mellifera e de bancos não redundantes de genes. Após alinhamentos contra o genoma de Apis, os respectivos ESTs serão mapeados no genoma com a ferramenta Artemis. A expressão diferencial de genes identificados por RDA será validada por RT-PCR quantitativa após de desenho de primers específicos. Além desta abordagem não-direcionada para identificação de genes envolvidos na diferenciação das pernas posteriores, realizaremos também um estudo direcionado para o locus achaete-scute, sendo este um locus com funções bem circunscritas na formação de cerdas sensoriais de Drosophila. Após anotação do lócus no genoma de Apis serão desenhados primers específicos para análises de expressão por RT-PCR quantitativa.

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)

SANTOS, CAROLINA GONCALVES; HARTFELDER, KLAUS. Insights into the dynamics of hind leg development in honey bee (Apis mellifera L.) queen and worker larvae - A morphology/differential gene expression analysis. GENETICS AND MOLECULAR BIOLOGY, v. 38, n. 3, p. 263-277, 2015. (04/08868-0, 12/01808-9, 08/09505-0)