Věda

Jaký software se programuje pro královnu?

Jaký software se programuje pro královnu?

Jak se včelí larvičce splní její sny o královské koruně?

Výzkum, kterým jsme o krok blíže k řešení, jak mohou vlivy životního prostředí změnit náš genetický software i hardware. Výzkumníci odhalili rozsáhlé molekulární rozdíly v mozku včelích dělnic a královny (víc než 550 genů), které se vyvíjejí díky různým dietám odlišně. Důležitá je i metabolická dráha hormonu inzulinu.

„Neuvěřitelná věc je, že jak královna, tak dělnice jsou stvořeny ze stejného genomu,“ říká profesor Florian Wolschin, z College of Liberal Arts and Sciences Arizonské Státní University. „Tak jak je to možné?“ Co přesně způsobí rozdílná dieta budoucích královen a dělnic? Přinášíme vám nyní výsledky dvou velmi zajímavých výzkumů, které se přiblížily k vysvětlení této záhady
Označkovaná DNA

Výzkum vedl profesor Ryszard Maleszka z Australské národní univerzity spolu s kolegy z německého Institutu pro výzkum rakoviny (DKFZ) v německém Heidelbergu. Jejich práce ukazuje poprvé složitost životním prostředím ovlivňovaného chemického „značkování DNA“ nazvaného metylace DNA. Ta má schopnost ovlivňovat genovou expresi (to, které geny se přepisují a jsou aktivní) beze změny pořadí genetického kódu.
Střih na královnu

Tým profesora Maleszky zjistil významné souvislosti mezi místy metylace DNA (navázání metylové skupiny) a tím, jakým způsobem se řídí další přepis a překlad genetické informace. To má stejný účel, jako když se sestřihává film, aby výsledek měl přesně ten smysl, jaký je třeba. Podle některých přepsaných úseků se pak mohou v buňkách tvořit různé funkční bílkoviny, právě podle toho, jak se upraví výchozí DNA. No a tím by mohlo být zřejmě určeno, která včela se vyvine jako reprodukce schopná královna a která jako sterilní dělnice.

Inzulinová dieta

Podobnou záhadu studoval také tým profesora Floriana Wolschina, ten se ale věnoval rozdílům na úrovni metabolických a regulačních drah. Zjistili, že významnou úlohu při vývoji včelích kast hraje hormon, který známe dobře i z lidské biochemie – inzulin. Díky složení mateří kašičky (viz rámeček) měli inzulin v podezření a potlačili funkci jednoho z klíčových proteinů v tomto procesu. Vybrali si jeden z receptorů inzulinové dráhy (IRS, mimochodem spojený s růstem, vývojem a reprodukci u myší). Pozměněné larvičky krmili „královskou dietou“, ale bez funkčního IRS proteinu se z nich stejně vyvinuly dělnice. Kromě receptoru IRS ještě identifikovali souvislost s juvenilním hormonem (řídí přeměnu larvy v dospělce), DNA metyltransferázou (tady je stopa ke druhé studii) a enzymem (kinázou) označovaným TOR.
Co mají se včelami společného lidé?

„Musí to být souhra mezi různými mechanismy, která nakonec vyústí v odlišnou funkci královen a dělnic,“ říká profesor Wolschin. Dalším směrem výzkumu je hledání spojení těchto různých faktorů, z nich některé pravděpodobně slouží jako hromadné regulátory a vypínače. Včely jsou velmi důležitý modelový systém, který nám může pomoci pochopit naši vlastní biologii. Pro zajímavost – starší pokusy vedly k úspěšnému zastavení mnoha symptomů stárnutí včel. To také není obvyklý výsledek.

Více z Věda

Dinosaurus do kapsy

Věda29.9.2020

Spojené arabské emiráty míří k Marsu

Věda25.9.2020

Brněnští archeologové si připsali další úspěch

Věda22.9.2020

Vítězové Prémie Otta Wichterleho

Věda18.9.2020

Obezita komplikuje početí

Věda15.9.2020

Pýcha našich rašelinišť

Věda11.9.2020

Tajemství velkých „lidožroutů“

Věda8.9.2020

Dárců krve je stále nedostatek

Věda4.9.2020

Očkujte své děti proti HPV

Věda28.8.2020
Věda
Časopis, který by vás mohl zajímat