Aspectos morfológicos e moleculares do desenvolvimento cerebral casta-específico em Apis mellifera

As abelhas Apis mellifera são insetos conhecidos por sua eussociabilidade. Os adultos da espécie; zangões, rainhas e operárias, exibem nítida divisão de trabalho e sobreposição de gerações. Rainhas e operárias são um clássico exemplo de difenismo, o qual é determinado pela alimentação diferencial, geleia real ou geleia de operária, recebida entre o terceiro e quinto ínstar larval. A alimentação influencia o desenvolvimento cerebral em muitas espécies, inclusive em A. mellifera, que apresenta morfogênese cerebral diferencial entre rainhas e operárias. Durante o período larval o cérebro de rainhas mostra-se maior, com maior número de neuroblastos e também com maior taxa de proliferação celular. Todavia, é sabido que o cérebro adulto de operárias é proporcionalmente maior do que o de rainhas, deste modo, hipotetiza-se que ocorra uma inversão do tamanho cerebral durante o desenvolvimento pupal e/ou adulto-farato por intermédio da ação de genes hormonalmente modulados. Foram identificados, por meio de microarranjos de oligonucleotídeos, um conjunto de genes diferencialmente expressos no cérebro rainhas e operárias Pp, dentre os quais podem estar genes primordiais para o desenvolvimento cerebral casta específico. Assim, objetivou-se determinar a dinâmica morfológica e as bases moleculares do desenvolvimento cerebral durante o período pupal e adulto-farato em rainhas e operárias. Os resultados mostraram que o cérebro de operárias se desenvolve mais do que o de rainhas no período pupal e meados do desenvolvimento adulto-farto. Os corpos cogumelares e pedunculares ocupam maior área no cérebro de operárias e há lateralização anatômica relacionada a essas estruturas no cérebro de ambas as castas. Em busca dos determinantes moleculares da morfogênese cerebral, analisamos a expressão de 17 transcritos, tum, mnb, ATPsynβ, ant, InR-1, InR-2, ILP-1, ILP-2, Tor, hex 70a, hex70b, hex 110, lncov-1, LOC 726407, caspase-1, EcR-A e EcR-B, e verificamos que apenas hex 110 não é diferencialmente expressa entre as castas. Analisamos a resposta de 8 (tum, mnb, ATPsynβ, ant, ILP-1, ILP-2, lncov-1e caspase-1) deles aos hormônios HJ e 20E. Todos respondem a pelo menos um dos hormônios. Ademais, imunolocalizamos os produtos proteicos dos genes ATPsynβ e hex 70a e observamos que o primeiro apresenta localização citoplasmática e o segundo citoplasmática e nuclear. Em conjunto, nossos resultados permitem supor que o ambiente hormonal, mais especificamente os altos títulos de ecdisteroides, é interpretado de forma diferencial no cérebro de rainhas e operárias, gerando diferenças no padrão de expressão gênica que favorecem o desenvolvimento do cerebral em operárias. Ensaio de RNAi estão em andamento e verificarão os efeitos do silenciamento pós-transcricional de mnb, um gene que parece protagonizar o processo de morfogênese cerebral diferencial em A. mellifera durante o período pupal e aduto-farato.