Антиинсулиновый белок помогает королевам муравьев жить в пять раз дольше, чем рабочим
Увлекательное новое исследование обнаружило белок, подавляющий инсулин, который может помочь увеличить продолжительность жизни некоторых муравьев. Исследование показало, что у некоторых видов муравьев этот омолаживающий путь активируется, когда рабочие переходят в положение королевы, и помогает насекомым жить в пять раз дольше.
Новое исследование было сосредоточено на конкретном виде муравьев под названием Harpegnathos saltator.
Эти насекомые, также известные как индийские прыгающие муравьи, демонстрируют относительно необычное поведение. Когда королева колонии умирает, рабочие могут подвергнуться переключению на репродуктивных псевдо-королев (геймергейты).
Когда это происходит, они претерпевают переход, позволяющий начать откладывать яйца. Однако наиболее любопытно, что наряду с этим репродуктивным переходом происходит резкое увеличение продолжительности жизни на 500%.
Королевы Харпегнатосов, как правило, живут от четырех до пяти лет, в то время как рабочие живут чуть дольше семи месяцев. Поэтому группа исследователей решила выяснить, какие именно изменения происходят в муравьях, чтобы вызвать такое резкое увеличение продолжительности жизни.
«Претерпевая обратимое «переключение каст» от рабочих к псевдокоролевам, что приводит к резкому увеличению как продолжительности их жизни, так и способности к размножению, муравьи Harpegnathos предоставляют уникальную возможность изучить, как старение и размножение могут быть связаны», — сказал Клод Десплан, старший автор исследования.
Сосредоточив внимание на различиях в экспрессии генов между рабочими и маткой, исследователи быстро обнаружили, что ключевое изменение, которое, по-видимому, происходит, связано с инсулиновыми путями насекомого. Это открытие было ожидаемым, поскольку известно, что передача сигналов инсулина имеет решающее значение для производства яиц.
Так что, конечно же, репродуктивные пути королевы включаются, запуская эти инсулиновые процессы. Но оставалось загадкой, как этот механизм мог так резко увеличить продолжительность жизни муравья.
Здесь исследователи обнаружили, что, когда производство яичников муравья начинает работать, экспрессируется другой белок. Эта молекула, получившая название Imp-L2, описывается как своего рода «антиинсулиновый» белок.
Этот белок блокирует передачу сигналов инсулина в различных путях, обнаруживаемых в жировых клетках, и считается, что именно этот механизм запускает невероятную функцию увеличения продолжительности жизни королевы.
«Две основные ветви сигнального пути инсулина, видимо, по-разному регулируют фертильность и продолжительность жизни, при этом повышенная передача сигналов в одной способствует размножению у псевдокоролев, а снижение передачи сигналов в другой соответствует их увеличению продолжительности жизни», — говорят ученые.
Одной из странных особенностей этого недавно открытого механизма является его обратимость.
Эти муравьи могут переключаться с рабочих на королевы и обратно, но когда они снова превращаются из королевы в рабочих, они теряют свои продлевающие жизнь преимущества, возвращаясь к короткой семимесячной продолжительности жизни рабочих.
Ученые отмечают, что есть предыдущие исследования, предполагающие, что пути Imp-L2 могут быть обнаружены у плодовых мушек, но неясно, имеет ли этот механизм такой же эффект продления жизни. Следующим шагом для Клода Десплана и его коллег будет изучение того, можно ли обнаружить этот механизм у других беспозвоночных, а затем, возможно, можно ли найти аналогичный путь у млекопитающих.
Новое исследование опубликовано в журнале Science.