O metabolismo oxidativo na diferenciação de castas em abelhas melíferas: número e estrutura mitocondrial e expressão de genes indicadores de funcionalidade

• Processo: 13/24733-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2014
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2017
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Pesquisador responsável: Klaus Hartmann Hartfelder
• Beneficiário: Douglas Elias Santos
• Instituição Sede: Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 11/03171-5 - Análise causal do desenvolvimento de Apis mellifera: genes reguladores e redes hierárquicas de expressão gênica na especificação de tecidos e órgãos, AP.TEM
• Assunto(s): Respiração celular Apis mellifera Biologia do desenvolvimento
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Apis mellifera | Biologia do Desenvolvimento | metabolismo oxidativo | Biologia do desenvolvimento de abelhas

Resumo

Além de da sua importância ecológica e econômica,Apis mellifera é um importante modelo de estudos da biologia do desenvolvimento. A partir de larvas bipotentes podem-sergeradas duas castas fenotipicamente distintas: rainhas, responsáveis pela reprodução da espécie e operárias responsáveis pelo trabalho de manutenção da colônia. A diferenciação destas castas se dá a partir de alimentação diferenciada que rainhas recebem ainda no estágio larval. Os nutrientes provenientes da alimentação são armazenados nas células do corpo gorduroso, que é a sede do metabolismo intermediário, e mobilizados durante o crescimento das larvas e a metamorfose.Nos insetos, o crescimento pré-imaginal e indução da metamorfose são integrados molecularmente pelas vias de sinalização insulínica/TOR e os hormônios morfogenéticos (hormônio juvenil e ecdisona).No entanto em abelhas, o perfil de expressão de genes das vias IIS e Tor não condiz com a alta taxa de crescimento das rainhas durante o ultimo estágio larval, o quepromoveu a exploração da regulação do crescimento por meio do metabolismo oxidativo, especificamente a via de resposta à hipóxia. Uma vez que os níveis de transcritos dos três genes centrais da via (Amsima, Amtango e Amfatiga)se mostraram elevados em larvas operárias, considerou-se que estas passam pro uma hipóxia endógena, possivelmente relacionada ao número e funcionalidade dos mitocôndrios do corpo gorduroso. Deste modo, o objetivo deste trabalho é analisar a estrutura e biogênese mitocondrial e a sua relação com a via hipóxia na diferenciação de castas em abelhas melíferas. Para tanto, os mitocôndrios do corpo gorduroso de larvas de rainhas e operárias coletadas durante as fases críticas de diferenciação das castas serãoanalisados pormicroscopia eletrônica de transmissão e a biogênese mitocondrial avaliada por meio de microscopia confocal,utilizando um anticorpo geral para mitocôndrios. Mecanismos moleculares do controle da biogênese mitocôndrial serão investigados por meio de ensaios quantitativos RT-qPCR (real time RT-PCR) dos genes scylla/charybde (genes envolvidos na integração da via hipóxia e Insulínica/TOR)e de spargel (ortólogo de PGC-1, gene envolvido na biogênese mitocondrial) e a comparaçãodos níveis de transcritos dos genes codificadores citocromo b e citocromo c oxidase. Ao focalizar sobre o metabolismo oxidativo no controle da plasticidade fenotípica nos insetos sociais, tendo Apis melífera como modelo, o projeto representa uma mudança de paradigma no desenvolvimento das castas, e ao mesmo tempo o aproxima a modelos recentes de obesidade em mamíferos.

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, DOUGLAS ELIAS; SOUZA, ANDERSON DE OLIVEIRA; TIBERIO, GUSTAVO JACOMINI; ALBERICI, LUCIANE CARLA; HARTFELDER, KLAUS. Differential expression of antioxidant system genes in honey bee (Apis mellifera L.) caste development mitigates ROS-mediated oxidative damage in queen larvae. GENETICS AND MOLECULAR BIOLOGY, v. 43, n. 4, 2020. (13/24733-7, 17/26418-2, 17/09128-0, 11/03171-5)

SANTOS, DOUGLAS ELIAS; ALBERICI, LUCIANE CARLA; HARTFELDER, KLAUS. Mitochondrial structure and dynamics as critical factors in honey bee (Apis mellifera L.) caste development. Insect Biochemistry and Molecular Biology, v. 73, p. 1-11, JUN 2016. (04/08868-0, 13/24733-7, 10/17259-9)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

SANTOS, Douglas Elias. O metabolismo oxidativo na diferenciação de castas em abelhas melíferas: número e estrutura mitocondrial e expressão de genes indicadores de funcionalidade. 2017. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (PCARP/BC) Ribeirão Preto.