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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
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de março de 2014
Vigência (Término): 31 de março de 2017
Área do 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   Biologia do desenvolvimento   Apis mellifica

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; 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. Citações Web of Science: 4.
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 Ribeirão Preto.

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