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Tipo do documento: Tese
Título: Aspectos morfológicos e moleculares do desenvolvimento cerebral casta-específico em Apis mellifera
Autor: PAULA JUNIOR, Delcio Eustaquio de 
Primeiro orientador: BARCHUK, Angel Roberto
Primeiro membro da banca: SONCINI, Roseli
Segundo membro da banca: SIMÕES, Zilá Luz Paulinho
Terceiro membro da banca: LOURENÇO, Anete Pedro
Quarto membro da banca: KALIL, Bruna
Quinto membro da banca: NUNES, Francis de Morais Franco
Resumo: 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.
Abstract: Apis mellifera are insects known for their eusociality. The adults in the species; drones, queens and workers, display a clear division of labor and generation overlap. Queen and workers are a classic example of diphenism, which is determined by the differential feeding, royal jelly or worker jelly received between the third and fifth instar larvae. Feeding influences the brain development in many species, including in the A. mellifera, which shows differential brain morphogenesis between queens and workers. During the larval stage, the queens’ brain are larger, with a higher number of neuroblasts and also with a higher rate of cell proliferation. However, it is known that the adult brain in workers is proportionally larger; therefore, the hypothesis is that an inversion of brain size happens during the pupal and/or pharate-adult development through the action of hormonally modulated genes. By means of oligonucleotide microarrays, a set of genes differentially expressed in queens and worker Pp brain were identified, among which may be primordial genes for caste specific brain development. Thus, the objective was to determine the morphological dynamics and molecular bases of brain development during the pupal and pharate-adult period in workers and queens. The results showed that workers’ brains develop more than queens’ brains in the pupal and pharate-adult period. The mushroom body and peduncular body occupy a larger area in the workers’ brain and there is anatomical lateralization related to these structures in the brain of both castes. Searching for molecular determiners in the brain morphogenesis, it was analyzed the expression of 17 transcripts, 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 and EcR-B, and it was verified that only hex 110 is not differentially expressed among the castes. It was analyzed the answer from 8 of them (tum, mnb, ATPsynβ, ant, ILP-1, ILP-2, lncov1e caspase-1) to the hormones HJ e 20E. They all answer to at least one of the hormones. Besides, it was immunolocated the protein products from the genes ATPsynβ and hex 70a and observed that the first one presents a cytoplasmic localization and the second one a cytoplasmic and nuclear localization. Altogether, the results make us believe that the hormonal environment, more specifically, the high tittles of ecdysteroids, is differently interpreted at the queens’ and workers’ brain, which creates differences in the gene expression patterns that favors the brain development in worker bees. RNAi assays are underway and will look at the effects of post-transcriptional silencing of mnb, a gene that appears to play a key role in the differential brain morphogenesis process in A. mellifera during the pupal and pharate-adult periods.
Palavras-chave: Cérebro
Morfogênese
Abelhas africanizadas
Nutrição
Expressão gênica
Área(s) do CNPq: FISIOLOGIA DE ORGAOS E SISTEMAS::NEUROFISIOLOGIA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Alfenas
Sigla da instituição: UNIFAL-MG
Departamento: Instituto de Ciências Biomédicas
Programa: Programa Multicêntrico de Pós-Graduação em Ciências Fisiológicas
Citação: PAULA JUNIOR, Delcio Eustaquio de. Aspectos morfológicos e moleculares do desenvolvimento cerebral casta-específico em Apis mellifera. 2019. 132 f. Tese (Doutorado em Ciências Fisiológicas) - Universidade Federal de Alfenas, Afenas/MG, 2019.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/1721
Data de defesa: 30-Out-2019
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