Protein anti-insulin dikaitkan dengan umur panjang dan pembiakan dalam semut

Semut pekerja pengasin Harpegnathos. Kredit: Hua Yan/NYU

Protein penindas insulin mungkin menjadi mata air muda untuk semut dan memberikan petunjuk tentang penuaan pada spesies lain, menurut satu kajian yang diketuai oleh penyelidik Universiti New York.

Diterbitkan di Sainskajian menunjukkan bahawa ratu semut mempamerkan metabolisme yang tinggi untuk pembiakan tanpa mengalami penuaan dengan menghasilkan protein anti-insulin yang menyekat hanya sebahagian daripada laluan insulin yang bertanggungjawab untuk penuaan.

Dalam banyak haiwan, mempunyai banyak anak dikaitkan dengan jangka hayat yang lebih pendek. Pertukaran antara kesuburan dan umur panjang dalam haiwan ini dianggap berpunca daripada cara sumber pemakanan dan metabolik diperuntukkan.

Insulin—hormon yang membantu menukar makanan kepada tenaga—memainkan peranan utama dalam metabolisme, tetapi juga dalam penuaan. Menghasilkan telur adalah intensif tenaga dan memerlukan makanan tambahan, yang meningkatkan tahap insulin, tetapi peningkatan aktiviti laluan insulin yang diperlukan untuk pembiakan membawa kepada jangka hayat yang lebih pendek pada kebanyakan haiwan. Sebaliknya, sekatan pemakanan memanjangkan hayat dengan mengekalkan tahap insulin ke bawah; sebenarnya, penyelidik lain sedang meneroka adakah puasa meningkatkan umur panjang.






Di Harpegnathos saltator semut, pekerja bertanding dengan antena mereka untuk menubuhkan kepimpinan baharu selepas kematian ratu mereka. Pemenang (atau pseudoqueens) memperoleh tingkah laku seperti ratu, termasuk bertelur, dan jangka hayat mereka meningkat daripada tujuh bulan kepada empat tahun. Kredit: Giacomo Mancini/NYU

Semut adalah pengecualian ketara kepada pertukaran antara pembiakan dan umur panjang, kerana ratu mereka—yang bertanggungjawab untuk pembiakan seluruh koloni—hidup lebih lama daripada semut pekerja sambil berkongsi genom yang sama. Dalam spesies seperti semut taman hitam, seorang ratu boleh bertelur sejuta telur dan hidup selama 30 tahun, manakala dia mandul. pekerja adik perempuan hanya hidup setahun. Dalam semut saltator Harpegnathos, spesies semut melompat yang berasal dari India yang menjadi tumpuan kajian ini, ratu biasanya hidup selama lima tahun manakala pekerja hanya hidup selama tujuh bulan.

Apabila permaisuri Harpegnathos meninggal dunia dalam koloni, satu peristiwa pelik berlaku: semut pekerja wanita bertanding antara satu sama lain dengan antena mereka, bersaing untuk menjadi ratu seterusnya. Pemenang duel menukar “kasta” dalam masyarakat semut dan menjadi pseudoqueens, juga dikenali sebagai gamergates, sementara masih kekal dalam badan (lebih kecil) pekerja. Pseudoqueens memperoleh tingkah laku seperti ratu, termasuk bertelur, dan mereka jangka hayat meningkat dengan ketara daripada tujuh bulan kepada empat tahun. Tetapi, jika mereka digantikan oleh ratu lain, mereka kembali kepada status pekerja mereka, berhenti bertelur, dan jangka hayat mereka dipendekkan kembali kepada tujuh bulan.

Protein anti-insulin dikaitkan dengan umur panjang dan pembiakan dalam semut

Hibridisasi in situ tisu otak semut mendedahkan peningkatan mRNA insulin dalam otak pseudoqueens (kanan) berbanding pekerja (kiri). Kredit: Giacomo Mancini/NYU

“Dengan menjalani ‘penukaran kasta’ yang boleh diterbalikkan daripada pekerja kepada pseudoqueens yang mengakibatkan peningkatan dramatik dalam kedua-dua jangka hayat dan keupayaan mereka untuk membiak, semut Harpegnathos menyediakan peluang unik untuk mengkaji bagaimana penuaan dan pembiakan boleh diputuskan hubungan,” kata senior bersama kajian itu. pengarang Claude Desplan, Profesor Perak Biologi dan Sains Neural di NYU.

Menggunakan penjujukan RNA pukal, para penyelidik mengkaji sampel tisu daripada kedua-dua pekerja dan pseudoqueens, memfokuskan pada bahagian semut yang terlibat dalam metabolisme dan pembiakan termasuk otak, badan lemak (hati serangga), dan ovari. Mereka mendapati bahawa semut yang bertukar daripada pekerja kepada pseudoqueen menghasilkan lebih banyak insulin dalam otak mereka untuk menghasilkan telur. Peningkatan insulin ini mengakibatkan pengaktifan salah satu daripada dua cabang utama laluan isyarat insulin, MAPK, yang mengawal metabolisme dan pembentukan telur.

Peningkatan insulin dalam pseudoqueens mendorong perkembangan ovari, yang kemudiannya mula menghasilkan protein penindas insulin yang dipanggil Imp-L2. Imp-L2 menyekat isyarat dalam cawangan utama lain laluan isyarat insulin, AKT, yang mengawal penuaan dan peningkatan aktivitinya membawa kepada jangka hayat yang lebih pendek.

Protein anti-insulin dikaitkan dengan umur panjang dan pembiakan dalam semut

Harpegnathos saltator ratu semut (ditunjukkan di sini, dengan sayap) biasanya hidup selama lima tahun manakala pekerja hanya hidup selama tujuh bulan. Kredit: Hua Yan/NYU

“Dua cabang utama insulin laluan isyarat kelihatan berbeza mengawal kesuburan dan jangka hayat, dengan peningkatan isyarat dalam satu membantu pembiakan dalam pseudoqueens dan penurunan isyarat dalam yang lain selaras dengan panjang umur lanjutannya, “kata pengarang senior bersama kajian itu Danny Reinberg, Profesor Biokimia Terry dan Mel Karmazin. dan Farmakologi Molekul di Sekolah Perubatan NYU Grossman dan penyiasat Institut Perubatan Howard Hughes.

“Saling interaksi ini, yang berkembang dalam semut dan mungkin dalam serangga lain, mungkin menyumbang kepada umur panjang yang luar biasa dan banyak keturunan dalam membiak. semut“kata Hua Yan, pengarang bersama pertama kajian itu dan bekas penyelidik pasca doktoral di NYU Grossman School of Medicine, yang kini menjadi penolong profesor biologi di Universiti Florida.

“Kerja kami juga menggambarkan kepentingan menggunakan sistem model yang sesuai untuk bertanya soalan tentang soalan biologi penting. Sebagai contoh, kebanyakan manipulasi umur panjang dalam haiwan seperti tikus atau lalat biasanya memanjangkan jangka hayat mereka sebanyak 10 hingga 20 peratus. Semut mempamerkan 500 peratus yang luar biasa. meningkatkan umur panjang, yang menjadikan mempelajarinya lebih berkuasa,” tambah Desplan.

Pengarang kajian tambahan termasuk Comzit Opachaloemphan, Francisco Carmona-Aldana, Giacomo Mancini, Jakub Mlejnek, Nicolas Descostes, Bogdan Sieriebriennikov, Alexandra Leibholz, Long Ding, dan Maria Traficante dari NYU, dan Xiaofan Zhou dari Universiti Pertanian China Selatan.


Dalam pertarungan semut yang bersaing untuk menjadi ratu, isyarat tingkah laku dan molekul dengan cepat menentukan siapa yang akan menang


Maklumat lanjut:
Hua Yan et al, Isyarat insulin dalam kasta pembiakan semut yang berumur panjang, Sains (2022). DOI: 10.1126/science.abm8767. www.science.org/doi/10.1126/science.abm8767

Disediakan oleh
Universiti New York


Petikan: Protein anti-insulin yang dikaitkan dengan umur panjang dan pembiakan dalam semut (2022, 1 September) diambil 2 September 2022 daripada

Dokumen ini tertakluk kepada hak cipta. Selain daripada sebarang urusan adil untuk tujuan kajian atau penyelidikan persendirian, tiada bahagian boleh diterbitkan semula tanpa kebenaran bertulis. Kandungan disediakan untuk tujuan maklumat sahaja.

We wish to give thanks to the author of this short article for this awesome content

Protein anti-insulin dikaitkan dengan umur panjang dan pembiakan dalam semut


Discover our social media profiles , as well as other pages that are related to them.https://paw6.info/related-pages/