Schlüssel-protein im insulin-Signalweg und fügt Einblicke in die Entwicklung, Altern

Was macht eine Biene wachsen, bis eine Königin zu sein? Wissenschaftler haben lange nachgedacht, dieses Geheimnis. Nun, Forscher an der School of Life Sciences an der Arizona State University haben die fit-ein neues Stück in das puzzle von Biene-Entwicklung. Ihre Arbeit trägt nicht nur zum Verständnis über die Bienen, sondern fügt auch Einblicke in unsere eigene Entwicklung und das Altern.

Die Studie, erschienen in der Juni-30 online-Ausgabe der „Biology Letters“, zeigt, dass ein wichtiges protein im insulin-Signalweg spielt eine starke Rolle in der Kaste Entwicklung unter Bienen.

Eine weibliche Biene kann sich entweder eine Arbeiterin oder eine Königin. Königin-Bienen sind größer und Leben länger als Arbeiter. Queen bees sind auch fruchtbar, während die Arbeiter sind im wesentlichen steril. Eine Königin hat nur eine Aufgabe-Eier zu legen,-während Arbeiter tendenziell die Struktur-Pflege für die Königin und die Larven, und nach Futter suchen.

„Die unglaubliche Sache ist, dass diese beiden Arten von weiblichen Honigbienen entstehen aus dem gleichen Erbgut“, sagt Florian Wolschin, research assistant professor in der School of Life Sciences der ASU College of Liberal Arts and Sciences, ist der führende Autor der Studie. „Also, wie ist das passiert?“

Arbeiter bestimmen das Schicksal der Larven durch das, was Sie füttern. Die Menge und Zusammensetzung der Nahrung, die Larven erhalten, festzustellen, ob Sie zu Arbeiterinnen oder Königinnen. Die Menschen wissen dies bereits seit vielen Jahren, aber was genau passiert im inneren der Zellen zu erstellen, diese Aufteilung ist nicht ganz klar.

Wolschin, Gro Amdam, associate professor, Navdeep S. Mutti, ein Postdoc-research associate, festgestellt, dass der insulin-Signalweg spielt eine Rolle in der Kaste der Entwicklung. Insulin ist ein Hormon, das beim Menschen und vielen anderen Tieren, und insulin-like Peptide wurden entdeckt in Bienen. Insulin bewegt glucose-Zucker aus dem Blut in die Zellen des Körpers, wo Sie verwendet werden kann.

Die Forscher unterdrückt eines der wichtigsten Proteine, die in diesen Weg, in der Honigbienen-Larven. Das protein, genannt insulin-rezeptor-Substrat (IRS), wurde im Zusammenhang mit Wachstum, Entwicklung und Fortpflanzung bei Mäusen. Die Forscher fütterten die veränderte Larve eine Königin, die Nahrung, aber Sie entwickelte sich Arbeitnehmer nicht queens.

IRS ist nur eine Komponente von dem Prozess, der entscheidet sich eine Biene in das Schicksal. Wolschin, sagt mehrere andere Moleküle sind dafür bekannt, eine Rolle zu spielen, einschließlich DNA-methyltransferase, juvenile Hormon und protein, das als TOR.

„Das sind alles sehr wichtige und grundlegende Mechanismen“, so Wolschin. „Ein einzelner Bestandteil kann nicht allein verantwortlich sein. Es muss das zusammenspiel zwischen den verschiedenen Mechanismen, die schließlich Ergebnisse in der Divergenz von Königinnen und Arbeiterinnen.“

Die Forscher versuchen nun, die Zusammenhänge zwischen mehreren dieser Faktoren. „Wir wollen sehen, ob vielleicht gibt es eine Hierarchie eingebunden. Einige der Komponenten sind wahrscheinlich ‚upstream‘ der anderen Prozesse. So dienen Sie als Masse Regulierungsbehörden und switches“, so Wolschin.

Honigbienen sind wichtig, um unsere Wirtschaft durch die Bestäubung von Nutzpflanzen sowie der Produktion von Honig, Wachs und Gelee royal. Verständnis Biene Biologie ist entscheidend für die Aufrechterhaltung dieser Branche angesichts der Probleme wie „colony collapse disorder“.

Wolschin fügt hinzu, dass die Bienen auch ein wichtiges Modell-system, die helfen können, uns zu verstehen, unsere eigene Biologie. Zum Beispiel, haben Wissenschaftler erfolgreich in umgekehrter viele Zeichen der Hautalterung im Arbeiter-Bienen.

„Das ist ziemlich einzigartig“, so Wolschin. „Sie haben keine andere Modellorganismen in der altersforschung, die das tun kann.“

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