Ученые выяснили, почему «королевы» муравьев живут в 5 раз дольше обычных рабочих
После смерти «королевы» индийские прыгающие муравьи (Harpegnathos saltator) сражаются, чтобы определить, кто из рабочих займет ее место. Завоевать корону значит больше, чем откладывать яйца — это также значит жить в 5 раз дольше, чем средний рабочий. Ученые определили, как королевы замедляют свое старение. Научная статья вышла в Science, об исследовании пишет Live Science.
Секрет кроется в белке под названием Imp-L2, который противодействует некоторым эффектам инсулина в организме «королевы» муравьев. «Королевы» должны увеличить выработку инсулина, чтобы справиться с невероятным количеством пищи, которую они должны потреблять.
«Если вы хотите производить яйца, вам нужно много инсулина, потому что вы постоянно едите», — сказал один из авторов исследования Клод Десплан, профессор биологии и неврологии в Нью-Йоркском университете (США).
Приток инсулина должен иметь подвох: помимо того, что он помогает транспортировать сахар в клетки, инсулин запускает несколько цепных молекулярных реакций, некоторые из которых способствуют процессу старения. В частности, «сигнальный путь Akt», который участвует во многих клеточных функциях, от метаболизма до выживания клеток, может быть активирован инсулином и связан со старением и возрастными заболеваниями. Итак, если «королева» теоретически должна стареть быстрее, чем средний рабочий муравей.
«Однако в случае с этими муравьями все наоборот. Средняя продолжительность жизни рабочего муравья составляет почти восемь месяцев, в то время как "королевы" могут жить около трех лет и трех месяцев. Это огромное увеличение продолжительности жизни», — сказал Десплан.
И что интересно, если «королеву» поместить в другую колонию с уже установленным правителем, она снова станет обычным рабочим (такого муравья называют «реверантом»), и ее продолжительность жизни тоже станет обычной. Каким-то образом только «королевам», несмотря на весь их инсулин, удается выживать годами.
Ученые взяли образцы тканей рабочих, ревертантов и «королев» H. Saltator из мозга, яичников, жирового тела (орган, похожий на человеческую печень), жира. Используя объемное секвенирование РНК, команда проанализировала, какие белки строятся в образцах тканей. РНК несет в себе генетические инструкции о том, как строить белки.
Обнаружилось, что, по сравнению с рабочими и ревертантами, «королевы» производят гораздо больше жира и вителлогенина в жировом теле. Часть этих ресурсов из жирового тела транспортируется в яичники для формирования яиц, а часть жира используется для выработки уникального феромона, выделяемого только матками. (Именно исчезновение этого феромона в гнезде побуждает рабочих муравьев к драке после смерти «королевы».)
Поскольку «королевы» вырабатывают больше инсулина, их яичники растут и развиваются, чтобы откладывать яйца. В то же время яичники вырабатывают Imp-L2, который по существу блокирует сигнальный путь Akt, который в противном случае мог бы вызвать быстрое старение «королевы». Imp-L2, выделяемый яичниками, также попадает в жировые отложения и обеспечивает антивозрастной щит.
Исследование: грибок приманивает здоровых самцов мух для спаривания с трупами самок
Появились доказательства, что насекомые способны чувствовать боль