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Tipo do documento: Dissertação
Título: Determinantes moleculares da diferenciação inicial do cérebro em castas de abelhas Apis mellifera
Autor: VIEIRA, Joseana 
Primeiro orientador: BARCHUK, Angel Roberto
Primeiro membro da banca: OLIVEIRA, Jaqueline Carvalho de
Segundo membro da banca: TANAKA, Érika Donato
Resumo: O desenvolvimento do cérebro é influenciado por ambos os fatores genéticos e ambientais. Entre os últimos, a dieta tem sido considerada de um papel fundamental. Demonstramos recentemente que em abelhas, larvas de rainha, que são alimentadas com grandes quantidades de geléia real, experimentam o maior e mais rápido desenvolvimento do cérebro do que as de operárias. Também mostramos que esta morfogênese diferencial é evidente a partir do 4º estágio larval (L4). Esta constatação implica que uma grande ingestão de alimento impulsiona o desenvolvimento do sistema nervoso. Estudos recentes mostraram que a composição de geleias real e de operária diferem entre si, levando a diferenças no padrão da expressão gênica. Alguns miRNAs são mais abundantes na geléia de operárias que na geleia real durante o desenvolvimento larval inicial, sugerindo um papel para estas pequenas moléculas na determinação de castas. Como não há diferenças morfológicas entre cérebro de rainhas e operárias antes de L4, a hipótese é de que as primeiras diferenças observadas são molecularmente promovidas no início do desenvolvimento. Neste estudo temos o objetivo de identificar genes que respondem a alimentação em cérebros de rainhas e operárias na fase larval L3. Utilizando seqüenciamento de nova geração (RNA-Seq) identificamos 60 genes diferencialmente expressos (GDEs), 31 mais expressos em operárias e 29, em rainhas. Os produtos de sete transcritos super-expressos em rainhas já foram associados com atividade neuronal: aromatic-L-amino-acid decarboxylase-like, Spatzle-2, three serine proteases (SP25, SP33 and SPH41), apolipoprotein D-like, and forked. Oito dos genes super-expressos em operárias estão envolvidos na inibição de proteínas que promovem desenvolvimento cerebral ou são importantes para o desenvolvimento de características desta casta: chymotrypsin inhibitor-like, chymotrypsin inhibitor, GB51989 (domínio conservado pacifastin), três hexamerinas (hex-110, -70c e -70b) e citocromo P450 9Q1 e nesprin 1-like. Além disso, doze genes, dos 60, estão localizados no cromossomo 15, sugerindo a co-regulação deste grupo de genes. Análises da complexa rede sugere que muitos dos DEG são alvos de miRNAs presentes nas geleias, portanto, fazem parte de uma complexa via que leva ao desenvolvimento do difenismo observado no cérebro em castas de abelhas.
Abstract: Brain development is driven by both genetic and environmental factors. Among the latter, diet has been considered to play a key role. We have recently shown that in honeybees, queen larvae, which are fed on copious amounts of royal jelly, experience larger and faster brain development than workers. We have also shown that this differential morphogenesis is evident from the 4th larval (L4) stage on. This finding implies that a high nutritional input drives nervous system development. Recent studies have shown that the composition of royal and worker jellies differs, leading to differences in gene expression patterns. Some miRNAs are more abundant in worker jelly than in royal jelly during early larval development, suggesting a role for these small molecules in caste determination. Since there are no morphological differences between queens‘ and workers‘ brain before L4, we hypothesized that the first observed differences are molecularly promoted early in development. Herein we aimed at identifying nutritionally-responsive genes in brains of queens and workers at the 3rd larval stage. Using RNA-Seq, we identified 60 differentially expressed genes (DEG), 31 upregulated in workers and 29 in queens. Among the genes upregulated in queens, seven are known to be associated to neuronal activity: aromatic-L-amino-acid decarboxylase-like, Spatzle-2, three serine proteases (SP25, SP33 and SPH41), apolipoprotein D-like, and forked. Eight out of 31 genes upregulated in workers have functions associated to brain growth impairment or are relevant for the development of caste-specific traits: chymotrypsin inhibitor-like, chymotrypsin inhibitor, GB51989 (with a pacifastin conserved domain), three hexamerins (hex-110, -70c and -70b), cytochrome P450 9Q1 and nesprin 1 -like. In addition, twelve genes, out of the 60, are located on chromosome 15, thus suggesting co-regulation of this group of genes. Complex network analysis suggests that many of the DEG are targets of miRNAs present in the jellies and, thus, are part of a complex pathway leading to the development of the observed brain diphenism in honeybee castes
Palavras-chave: Apis mellifera
Neurogênese
Cerebro
Alimentação
Expressão genica
Área(s) do CNPq: GENETICA::GENETICA ANIMAL
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Alfenas
Sigla da instituição: UNIFAL-MG
Departamento: Instituto de Ciências Biomédicas
Programa: Programa de Pós-Graduação em Biociências Aplicada à Saúde
Citação: VIEIRA, Joseana. Determinantes moleculares da diferenciação inicial do cérebro em castas de abelhas Apis mellifera. 2020. 132 f. Dissertação (Mestrado em Biociências Aplicada à Saúde) - Universidade Federal de Alfenas, Alfenas, MG, 2020.
Tipo de acesso: Privado
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/1638
Data de defesa: 20-Mai-2014
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