Interrupção da sinalização pelo hormônio juvenil afeta a maturação de ovócitos em rainhas de Apis mellifera
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Tipo de documento: | Tese |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17135/tde-23012025-100723/ |
Resumo: | Durante o desenvolvimento dos insetos, redes de interação gênica são ativadas em resposta a dois hormônios morfogenéticos, o hormônio juvenil (HJ) e a 20-hidroxiecdisona (20E). A ativação dessas redes é responsável por mudanças morfológicas e fisiológicas que caracterizam os estágios do desenvolvimento: ovo (embrião), larva, pupa e adulto. O HJ liga-se a receptores nucleares, destacamos aqui o methoprene tolerant (MET), formando um complexo que promove a transcrição de outros fatores de transcrição, como kruppel homolog 1 (Kr-h1), responsável por impedir a muda prematura durante o desenvolvimento. O HJ encontra-se no topo da hierarquia controlando essas redes; entretanto, sabe-se que fatores ambientais influenciam os níveis de hormônios circulantes. Em Apis mellifera, nosso modelo de estudo, larvas fêmeas podem se desenvolver em dois ambientes nutricionais diferentes, resultando em duas castas distintas, rainhas e operárias. Essas castas são fisiologicamente diferentes; as rainhas, em momentos específicos do desenvolvimento, podem apresentar até 20 vezes mais HJ do que as operárias. Neste trabalho, analisamos o perfil de expressão dos genes de resposta ao HJ, Met, ET, Tai e E93, durante as fases de desenvolvimento de rainhas e operárias. Encontramos que, durante o desenvolvimento pré-imaginal, Met apresenta picos de expressão em momentos em que os níveis de HJ circulantes na hemolinfa são indetectáveis. Mostramos também que o gene Met em operárias responde diferencialmente ao estímulo hormonal (HJ III) de acordo com a fase do desenvolvimento em que o organismo se encontra. Utilizando RNAi sistêmico, mostramos que o silenciamento de Met em fases pupais de operárias não altera a expressão de Kr-h1, componente importante na via de sinalização do HJ, mas altera a expressão de E93, componente chave da via de sinalização de 20E, sugerindo que Met possui um papel fora da via de sinalização do HJ, mais especificamente na via de 20E, nos estágios estudados. Em rainhas adultas, silenciamos Met, além do gene codificador de uma enzima-chave que participa da biossíntese de HJ, a metil transferase ácida do hormônio juvenil (jhamt). Observamos que o silenciamento de Met altera a maturação de ovócitos durante os primeiros dias de vida de uma rainha, afetando particularmente o número de ovaríolos ativos e o tamanho do folículo ovariano basal. Os grupos tratados com dsjhamt também confirmaram esses resultados, uma vez que induziram fenótipos semelhantes. Nossos resultados mostram que o HJ atua no processo de maturação de ovócitos durante os primeiros dias após a emergência do adulto. Além de sugerirem que os ovários possam ser uma fonte secundária de HJ. Este estudo contribui para um melhor entendimento da via de sinalização desencadeada por HJ durante o desenvolvimento pré-imaginal e sua relação com maturação de ovócitos mediado pelo receptor intracelular MET, durante os primeiros dias de vida adulta de uma rainha. |
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Interrupção da sinalização pelo hormônio juvenil afeta a maturação de ovócitos em rainhas de Apis melliferaInterruption of the juvenile hormone signaling pathway affects oocyte maturation in Apis mellifera queensApis melliferaApis melliferaJuvenile hormone acid methil transferaseMethoprene tolerantMethoprene tolerantMetil transferase ácida do hormônio juvenilOogenesisOvogêneseDurante o desenvolvimento dos insetos, redes de interação gênica são ativadas em resposta a dois hormônios morfogenéticos, o hormônio juvenil (HJ) e a 20-hidroxiecdisona (20E). A ativação dessas redes é responsável por mudanças morfológicas e fisiológicas que caracterizam os estágios do desenvolvimento: ovo (embrião), larva, pupa e adulto. O HJ liga-se a receptores nucleares, destacamos aqui o methoprene tolerant (MET), formando um complexo que promove a transcrição de outros fatores de transcrição, como kruppel homolog 1 (Kr-h1), responsável por impedir a muda prematura durante o desenvolvimento. O HJ encontra-se no topo da hierarquia controlando essas redes; entretanto, sabe-se que fatores ambientais influenciam os níveis de hormônios circulantes. Em Apis mellifera, nosso modelo de estudo, larvas fêmeas podem se desenvolver em dois ambientes nutricionais diferentes, resultando em duas castas distintas, rainhas e operárias. Essas castas são fisiologicamente diferentes; as rainhas, em momentos específicos do desenvolvimento, podem apresentar até 20 vezes mais HJ do que as operárias. Neste trabalho, analisamos o perfil de expressão dos genes de resposta ao HJ, Met, ET, Tai e E93, durante as fases de desenvolvimento de rainhas e operárias. Encontramos que, durante o desenvolvimento pré-imaginal, Met apresenta picos de expressão em momentos em que os níveis de HJ circulantes na hemolinfa são indetectáveis. Mostramos também que o gene Met em operárias responde diferencialmente ao estímulo hormonal (HJ III) de acordo com a fase do desenvolvimento em que o organismo se encontra. Utilizando RNAi sistêmico, mostramos que o silenciamento de Met em fases pupais de operárias não altera a expressão de Kr-h1, componente importante na via de sinalização do HJ, mas altera a expressão de E93, componente chave da via de sinalização de 20E, sugerindo que Met possui um papel fora da via de sinalização do HJ, mais especificamente na via de 20E, nos estágios estudados. Em rainhas adultas, silenciamos Met, além do gene codificador de uma enzima-chave que participa da biossíntese de HJ, a metil transferase ácida do hormônio juvenil (jhamt). Observamos que o silenciamento de Met altera a maturação de ovócitos durante os primeiros dias de vida de uma rainha, afetando particularmente o número de ovaríolos ativos e o tamanho do folículo ovariano basal. Os grupos tratados com dsjhamt também confirmaram esses resultados, uma vez que induziram fenótipos semelhantes. Nossos resultados mostram que o HJ atua no processo de maturação de ovócitos durante os primeiros dias após a emergência do adulto. Além de sugerirem que os ovários possam ser uma fonte secundária de HJ. Este estudo contribui para um melhor entendimento da via de sinalização desencadeada por HJ durante o desenvolvimento pré-imaginal e sua relação com maturação de ovócitos mediado pelo receptor intracelular MET, durante os primeiros dias de vida adulta de uma rainha.During insect development, networks of gene interaction are activated in response to two morphogenetic hormones: juvenile hormone (JH) and 20-hydroxyecdysone (20E). The activation of these networks is responsible for morphological and physiological changes that characterize the developmental stages: egg (embryo), larva, pupa, and adult. JH binds to nuclear receptors, notably methoprene tolerant (MET), forming a complex that promotes the transcription of other transcription factors, such as Krüppel homolog 1 (Kr-h1), which prevents premature molting during development. JH is at the top of the hierarchy controlling these networks; however, it is known that environmental factors influence the levels of circulating hormones. In Apis mellifera, our model organism, female larvae can develop in two different nutritional environments, resulting in two distinct castes, queens and workers. These castes are physiologically different; for example, queens have up to 20 times more JH at a specific stage of development compared to workers. In this study, we analysed the expression profile of JH response genes, Met, ET, Tai, and E93, during the developmental stages of queens and workers. We found that during pre-imaginal development, Met shows expression peaks when the levels of circulating JH in the hemolymph are undetectable. We also demonstrated that the Met gene in workers responds differently to hormonal stimulation (JH III) depending on the developmental stage. Using systemic RNAi, we showed that silencing Met in the pupal stages of workers does not alter the expression of Kr-h1, an important component in the JH pathway, but alters the expression of E93, a key component of the 20E pathway, suggesting that Met has a role outside the JH signaling pathway, specifically in the 20E pathway during the studied stages. In adult queens, we silenced Met and a key enzyme in the JH biosynthesis, juvenile hormone acid methyltransferase (jhamt). We observed that silencing Met alters oocyte maturation during the first days of a queen\'s life, particularly affecting the number of active ovarioles and the size of the basal ovarian follicle. The groups treated with dsjhamt also confirmed these results by inducing similar phenotypes. Our results show that JH plays a role in the maturation of oocytes during the first days after adult emergence. Additionally, they suggest that the ovaries might be a secondary source of JH. This study contributes to a better understanding of the JH-triggered signaling pathway during pre-imaginal development and its relationship with oocyte maturation mediated by the intracellular receptor MET during the early days of an adult queen\'s life.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPSimoes, Zila Luz PaulinoDepintor, Thiago da Silva2024-09-13info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17135/tde-23012025-100723/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-03-20T13:37:02Zoai:teses.usp.br:tde-23012025-100723Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-03-20T13:37:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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