Что молекулы в муравьях и голых землекопах говорят о социальных ролях
Исследователи из Пенсильванского университета под руководством Шелли Бергер выявили ключевые сигнальные молекулы, которые перепрограммируют разделение труда у листорезов Atta cephalotes.
Молекулярные переключатели поведения
У этих муравьёв существует четыре подкасты с чёткой ролью:
- Мажоры — крупные стражи.
- Медиа — сборщики листьев.
- Миноры — хранители колонии.
- Минима — крошечные няни грибных садов и расплода.
Учёные обнаружили два нейропептида, регулирующих эти роли:
- Crustacean cardioactive peptide (CCAP), повышенный у Медиа, стимулирует сбор листьев и может вызывать такое же поведение у других подкаст.
- Neuroparsin-A (NPA), обильный у Мажоров, подавляет заботу о расплоде и связан с оборонительным патрулированием. Снижение его уровня, напротив, провоцирует заботливое поведение.
Исследование, опубликованное в Cell, показало, что изменение уровней CCAP и NPA в мозге муравьёв вызывает воспроизводимые и dramatic сдвиги в их специализированных задачах.
Конвергенция с голыми землекопами
Учёные обнаружили поразительную параллель: паттерны экспрессии генов, управляющие разделением труда у муравьёв, зеркально отражаются у эусоциальных голых землекопов — млекопитающих с кооперативной заботой о потомстве. Это указывает на конвергентный молекулярный механизм, возникший независимо у видов, разделённых более 600 миллионов лет эволюции.
"Мы были поражены, увидев явное сходство в регуляции генов между нянями и фуражирами муравьёв и млекопитающих-землекопов — это было неожиданно", — говорит Шелли Бергер.
Хотя у голых землекопов нет точных аналогов пептидов вроде NPA, исследователи предполагают, что эти пептиды могут активировать древние, консервативные пути, общие для обоих видов.
Связь с инсулиновыми путями и будущие направления
Результаты также выявили интригующую связь с путями регуляции инсулина. Инсулиноподобные пептиды, такие как Ilp1, экспрессировались вместе с NPA, что предполагает ранее не оценённое взаимодействие между нейропептидной сигнализацией и инсулиновыми путями в регуляции поведения.
"Мы предполагаем, что это может открыть дверь для изучения того, как нарушения регуляции инсулина могут влиять на эти поведения", — говорит первый автор Макссум Фиорити, отмечая потенциальную связь с материнским психическим здоровьем.
В будущем команда Бергер планирует изучить: