Análise do perfil transcriptômico e da morfologia ovariana de Scaptotrigona bipunctata (Lepeletier) e as estratégias reprodutivas das abelhas eussociais

Autor(es)

Danielle Luna Soares Lucena

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Ribeirão Preto.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (PCARP/BC)
• Data de defesa: 2022-08-30

Membros da banca

Zila Luz Paulino Simoes; Fábio Camargo Abdalla; Elza Tiemi Sakamoto Hojo

• Orientador: Zila Luz Paulino Simoes

Resumo

As abelhas sem ferrão formam um amplo espectro de espécies eussociais com uma considerável diversidade de comportamentos reprodutivos. Esses comportamentos têm sido extensivamente estudados, no entanto, do ponto de vista molecular, o processo de ativação e inativação dos ovários nessas espécies ainda permanecem pouco conhecidos. Para lançar luz sobre o processo da oogênese em Scaptotrigona bipunctata, nós realizamos uma abordagem integrativa, fazendo uso integrado de dados de RNA-seq de ovários e corpo gorduroso, combinados à análises morfológicas de ovários de rainhas e operárias em diferentes estágios do desenvolvimento adulto. No primeiro capítulo, detalhamos o processo reprodutivo em operarias de S. bipunctata. Descrevemos em detalhes a morfologia ovariana, definimos o local das células-tronco da linhagem germinativa através da imunolocalização de Vasa e caracterizamos ainda os diferentes estágios da oogênese observados ao longo dos ovaríolos dessa casta. Com base no estudo morfológico e com auxílio de marcadores moleculares presentes nos transcriptomas de ovários de operárias de S. bipunctata, descrevemos também, pela primeira vez em abelhas nativas sem ferrão, alguns tipos celulares que são reconhecidos há muito tempo como relevantes para manutenção e diferenciação das células-tronco da linhagem germinativa e essenciais para o progresso da oogênese em outros organismos estudados. Nesse capítulo, investigamos e discutimos ainda o padrão de expressão de alguns genes em operárias de S. bipunctata, que são considerados marcadores do estado ativado e inativado dos ovários em outros insetos, tendo como base análises de transcriptomas de ovário e corpo gorduroso. No segundo capítulo foi dada ênfase sobre os resultados dos transcriptomas como um todo. Comparamos o perfil de expressão dos ovários e do corpo gorduroso em diferentes fases do desenvolvimento adulto de rainhas e operárias de S. bipunctata e estabelecemos o perfil de expressão gênica durante o processo de ativação e inativação dos ovários nas diferentes castas dessa espécie. Os resultados demonstraram que no processo reprodutivo, a casta e um fator secundário. O perfil transcricional ovariano que as operárias apresentam por volta dos sete dias de idade imita o perfil transcricional dos ovários de uma rainha acasalada e em postura. Dessa forma, podemos sugerir que operárias de S. bipunctata poderiam ser consideradas \"pseudo-rainhas\", que se diferenciam das rainhas verdadeiras por exercerem diversas tarefas e não somente a reprodução. Em relação ao perfil transcricional do corpo gorduroso, observamos que esse tecido separa as castas, rainhas acasaladas e virgens se agrupam. Esse agrupamento foi marcado pela alta expressão de genes que confere proteção as células e tecidos do corpo contra toxinas, xenobióticos e danos oxidativos, o que pode explicar a longevidade que rainhas exibem em relação as operárias. Dentro da casta operária, o perfil transcricional do corpo gorduroso marca o envelhecimento, com operárias forrageiras apresentando o perfil transcricional mais distinto. Por fim, quando corpo gorduroso e ovários foram comparados em cada fenótipo estudado, observamos que o perfil transcricional dos ovários e do corpo gorduroso de operarias forrageiras convergem para níveis de expressão semelhantes. Esse resultado e explicado pela degeneração dos ovários que ocorre nessa fase, demonstrando uma perda da identidade celular dos ovários durante o envelhecimento. Esse estudo é pioneiro para abelhas sem ferrão por usar uma abordagem que integra a morfologia do órgão reprodutivo com dados transcriptômicos. Os resultados obtidos trazem dados inéditos sobre a morfologia ovariana de abelhas e revelam os mecanismos moleculares envolvidos na ativação dos ovários de rainhas e operárias de S. bipunctata. Ademais, através dos transcriptomas de corpo gorduroso, identificamos genes envolvidos na diferenciação de casta nessa espécie. (AU)

• Processo FAPESP: 17/01643-3 - Análise do transcriptoma de ovários de Scaptotrigona postica e a relação com o comportamento reprodutivo de espécies eussociais
• Beneficiário: Danielle Cristina de Luna Lucena
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado