Título:	Investigação das vias de determinação do sexo e da casta na abelha sem ferrão Melipona interrupta (Hymenoptera:apidae)
Autor:	Brito, Diana Vieira
Orientador:	Zilse, Gislene Almeida Carvalho
Coorientador:	Silva, Carlos Gustavo Nunes da
Palavras-chave:	Abelha sem ferrão Melipona interrupta Insetos eussociais
Data do documento:	27-Jul-2017
Editor:	Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - INPA
Programa:	Genética, Conservação e Biologia Evolutiva - GCBEv
Resumo:	A diferenciação sexual é uma etapa crucial do desenvolvimento que afeta profundamente os aspectos morfológicos, fisiológicos e comportamentais para que a reprodução das espécies seja bem-sucedida. Nas abelhas altamente eussociais, outro processo do desenvolvimento também está relacionado ao aumento do sucesso reprodutivo: a especialização morfológica de algumas fêmeas para a reprodução (rainhas), e de outras para a manutenção das colônias (operárias). O objetivo desta tese foi investigar a base molecular da determinação do sexo e da casta na abelha Melipona interrupta e uma possível interação entre ambas as vias. Dois genes da via de determinação do sexo foram caracterizados: feminizer (fem) e double sex (dsx). A abordagem de genes candidatos foi utilizada para a identificação de genes relacionados a determinação das castas, cuja relação foi deduzida por meio da análise de suas respostas à manipulação dos níveis de Hormônio Juvenil (HJ), o qual tem um papel central na diferenciação das rainhas. Além disso, a expressão de dois genes envolvidos no metabolismo do HJ – mfe (biossíntese) e jhe (degradação) – foi analisada no contexto de organização social. Observou-se que o pré-mRNA do gene Mi-fem sofre um splicing alternativo sexo-específico, de modo que apenas a variante específica das fêmeas codifica a proteína completa. Os níveis mais altos de expressão do fem foram observados na fase embrionária, na qual o sexo é determinado. Além disso, foi observado que o JH induz um aumento na expressão do Mi-fem no período de divergência entre as castas. Um método para a análise funcional do fem também foi testado em M. interrupta. O RNA de interferência parental (pRNAi) foi usado para silenciar o fem nos embriões, mas não foi possível confirmar o knockdown. Os transcritos sexo-específicos do Mi-dsx também foram caracterizados e a sequência completa do cDNA foi obtida. Esses transcritos codificam isoformas proteicas que apresentam diferenças nos seus domínios C-terminal. Esses resultados fornecem suporte às funções regulatórias conservadas do fem e dsx e demonstram um link entre os elementos-chave das vias de determinação do sexo e da casta. Cinco genes candidatos pertencentes a vias de sinalização de crescimento celular ou vias regulatórias com amplos efeitos fenotípicos no desenvolvimento apresentaram uma relação com a determinação das castas em M. interrupta. A expressão de dois genes da via Insulin/Insulin-Like (IIS) foi alterada em resposta ao HJ (InR1 e InR2), mas em sentidos opostos. Também foi observado que os genes codificadores da enzima DNA metiltransferase 3 (Dnmt3), a qual é um elemento chave na regulação epigenética, e da proteína do vitelo vitelogenina (Vg) apresentam uma relação com a diferenciação das castas. Ademais, a expressão do dsx foi aumentada pelos altos níveis de HJ, o que corrobora os resultados anteriores sobre o fem. Além desse ser o primeiro estudo a identificar genes regulatórios relacionados a determinação das castas em Melipona, esses resultados dão uma ideia sobre a estratégia social usada por essas abelhas para alcançarem a alta eussocialidade sem depender de uma plasticidade baseada em nutrição. Finalmente, a análise de genes relacionados ao metabolismo de HJ revelou que as flutuações nos títulos de HJ durante o desenvolvimento larval parecem ser reguladas pela via catabólica. Nas operárias adultas, a comparação do perfil de expressão do mfe e jhe com achados recentes sobre a titulação de HJ em outra espécie de Melipona forneceu indícios de que o HJ pode estar desempenhando papéis alternativos na organização social das operárias. Tomados em conjunto, esses resultados proveem uma base para análises mais aprofundadas sobre os processos de determinação do sexo e da casta. Além disso, as evidências encontradas aqui de uma conexão entre as vias de determinação do sexo e da casta apontam para a via de determinação do sexo como uma potencial base para a evolução da especialização morfológica entre as castas.
Aparece nas coleções:	Doutorado - GCBEv

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