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Jornal Brasil

MicroRNAs agem como moduladores do comportamento das abelhas

Publicado em 15 julho 2013

Há muitas décadas, sabe-se que diversas características das abelhas são influenciadas pela vitelogenina. Trata-se de uma proteína produzida no corpo gorduroso (tecido abaixo da epiderme), cujas funções estão associadas à nutrição dos embriões, bem como à regulação hormonal, imunidade e longevidade das operárias.

Os níveis de vitelogenina no corpo gorduroso sinalizam a mudança de atividade pela qual as operárias passam ao longo da vida: enquanto trabalham na colônia, como nutridoras das larvas, a expressão do gene é alta; conforme a idade avança, os níveis diminuem e as abelhas se tornam forrageiras, buscando pólen, néctar, água e resinas no ambiente externo.

Recentemente, uma pesquisa da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo (FFCLRP/USP) constatou, pela primeira vez, que há outros fatores envolvidos na transformação de uma operária em forrageira.

"Descobrimos que a redução da vitelogenina no corpo gorduroso é concomitante à sua diminuição em outro órgão, o cérebro. E que tal queda em ambas as regiões está relacionada à expressão de microRNAs - pequenos RNAs capazes de regular os níveis de RNAs mensageiros nas células", explica Francis Nunes, na época dos estudos pós-doutorando do Departamento de Biologia da FFCLRP/USP e hoje professor do Departamento de Genética e Evolução da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar).

Dessa forma, comprovou-se que as mudanças comportamentais das abelhas dependem da comunicação entre o cérebro e o corpo gorduroso, bem como dos níveis de vitelogenina e de expressão de microRNAs nesses órgãos. Tais elementos estão conectados - como se fossem uma rede, de forma que um interfere nos demais - e agem em sintonia, permitindo uma regulação genética e fisiológica muito precisa das várias atividades desempenhadas pelas operárias.

"Ainda é cedo para falarmos em aplicações práticas. No entanto, essas descobertas representam avanços na compreensão dos atores moleculares que atuam sobre o comportamento social das abelhas e no entendimento de características biológicas complexas, como o envelhecimento", afirma Nunes.

Os resultados foram publicados em junho deste ano no artigo The gene vitellogenin affects microRNA regulation in honey bee (Apis mellifera) fat body and brain, pelo The Journal of Experimental Biology, e são fruto de dois projetos sobre redes gênicas em abelhas: Redes reguladoras e funcionais associadas à expressão do gene codificador de vitelogenina nas castas de Apis mellifera, para o qual Francis Nunes teve bolsa Pós-doc FAPESP, e Análise causal do desenvolvimento de Apis mellifera - genes reguladores e redes hierárquicas de expressão gênica na especificação de tecidos e órgãos, Projeto Temático FAPESP, coordenado por Zilá Simões, professora do Departamento de Biologia da FFCLRP/USP e coautora do estudo.

Desenvolvimento dos estudos

Fatores ambientais, como alimentação ou morte da rainha, podem alterar a expressão da vitelogenina nas operárias e, consequentemente, a organização social da colônia. "Nos nossos experimentos, provocamos tal alteração artificialmente, usando a técnica RNAi (RNA interference ou interferência por RNA)", diz Nunes. Tal técnica consistiu em aplicar injeções de RNA de fita dupla em dois grupos de abelhas, sendo um com o objetivo de silenciar a expressão de vitelogenina (Grupo Vg-) e o outro de controle (Grupo Vg+).

Em seguida, análises usando um método chamado microarranjos de microRNAs indicaram quais microRNAs respondem positiva ou negativamente ao silenciamento da vitelogenina, tanto no cérebro como corpo gorduroso. De acordo com Nunes, "observamos quais microRNAs reagem ao silenciamento gênico em dois órgãos distintos, um centro cognitivo e um centro metabólico. Em conjunto, essas alterações moleculares provocaram mudanças fisiológicas que culminaram no envelhecimento precoce das abelhas, tornadas forrageiras mais cedo".

Os animais foram observados diariamente. Em 15 dias, praticamente todas as abelhas do Grupo Vg- estavam forrageando, enquanto a atividade de forrageamento era bem menos intensa no grupo de controle (Vg+).

A equipe pretende investigar, a seguir, a alteração da expressão da vitelogenina por meio de dietas artificiais. Dos estudos já realizados participaram também Kate Ihle, Navdeep Mutti e Gro Amdam, pesquisadores da Arizona State University (ASU), da cidade de Tempe, nos Estados Unidos.

Fonte: Agência FAPESP