Análise funcional do 10-hydroxi-2-decenóico-ácido (10HDA), inibidor de histona desacetilases e principal ácido orgânico da geleia real, na diferenciação das castas de Apis mellifera L. - Craveiro, Giovana (2021)
As abelhas da espécie Apis mellifera se caracterizam por uma organização social muito avançada, em que a rainha e as operárias são morfologicamente distintas e desempenham funções específicas na colmeia. A rainha é responsável pela reprodução, enquanto as operárias realizam todas as tarefas de manutenção da colmeia. Apesar das grandes diferenças morfológicas e funcionais, as rainhas e operárias não diferem geneticamente, mas representam um polifenismo. Este é desencadeado principalmente pela alimentação diferencial oferecida às larvas. A geleia real, produzida pelas abelhas nutridoras e oferecida em grande quantidade às larvas de rainha, contém compostos que são capazes de regular o desenvolvimento das larvas e, inclusive, do seu estado epigenético. Uma das moléculas da dieta das larvas é o ácido 10 hidroxi-2-decenóico (10HDA), que está presente em quantidades elevadas na geleia real. O 10HDA foi identificado como um inibidor da atividade de enzimas do tipo histona desacetilases (HDAC) em células de mamíferos, e na base deste achado procuramos desvendar o mecanismo de ação do 10HDA nas próprias abelhas. Primeiramente anotamos os genes codificadores das HDACs do genoma de A. mellifera e analisamos os seus perfis de expressão gênica. Os resultados obtidos mostram que nos níveis de transcritos destes genes existe uma diferença entre rainhas e operárias ao longo do desenvolvimento, principalmente no final da fase de alimentação, fase L5F2, para a HDAC4 e em L5S1 para HDAC6. Em seguida realizamos um experimento de criação in vitro das larvas por 24 h com 10HDA adicionado ao alimento, e pudemos notar que a concentração mais alta utilizada foi capaz de afetar os níveis de transcritos da HDAC4, que também é a histona desacetilases mais transcrita em abelhas. Este tratamento também afetou os níveis de expressão da DNA metil transferase Dnmt3. Além disso, pudemos notar que o tratamento foi capaz de alterou os níveis do gene Kruppel-homolog 1 (Kr-h1), gene de resposta imediata ao hormônio juvenil (HJ), que tem um papel importante no desenvolvimento das castas, pois promove a diferenciação dos ovários da rainha. Com relação a análise de expressão gênica feita com ovários dissecadas de operárias larvais e incubados in vitro na presência de 10HDA pudemos notar que alguns genes chave na diferenciação e regulação ovariana, tais como Tudor-SN, lncov2 e ILP-1apresentaram níveis de expressão similares aos de rainhas. Outros genes de interesse como Dnmt3 e Egfr apresentaram um aumento na expressão. Por fim, com relação à análise da atividade enzimática notamos que nas duas fases analisadas não houve diferença na expressão genica entre rainhas e operárias naturais. Além disso, o 10HDA não causou alteração na atividade enzimática como esperado e a incubação de geleia real e geleia de operária com o extrato proteico também não produziu um efeito estatisticamente significante sobre a atividade enzimática. Podemos concluir que a quantidade diferente de 10HDA ingerida por rainhas e operárias não parece afetar a atividade enzimática em si, mas é capaz de afetar a expressão gênica de genes importantes para o desenvolvimento e para a definição características casta-específicas podendo altera-las dessa forma.