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Publicado por en Sep 8, 2015 | 0 comments

Secretos de las antenas en las hormigas

Secretos de las antenas en las hormigas

Secretos de las antenas en las hormigas, los científicos han identificado proteínas quimiosensoriales (CSP) que juegan un papel importante en las comunicaciones entre las hormigas obreras. 

Un grupo de investigación, con la participación del Profesor Asistente HOJO Masaru, Profesor Asociado SAKURA Midori, y el profesor OZAKI Mamiko en la Escuela de Ciencia e investigadores del Instituto Nacional de Biología Básica de la Universidad de Kobe, ha identificado (CSP) que desempeñan papeles importantes en las comunicaciones entre hormigas obreras. CSP puede representar un punto de partida para la elucidación de los mecanismos moleculares implicados en el sofisticado sistema de comunicación que apoya las sociedades complejas de hormigas, y la evolución de estos mecanismos.

Las hormigas, siendo insectos sociales, forman sociedades altamente organizadas sobre una base  muy cercana en la comunicación entre individuos, mediada por feromonas y otras sustancias químicas. Información sobre los genomas de varias especies de hormigas que se ha obtenido hasta la fecha, y los genes vinculados a la quimiosensibilidad en las hormigas han demostrado ser diversas. Sin embargo, casi no hay elucidación de los modos de expresión y el funcionamiento de estos genes en órganos quimiosensoriales previamente se ha logrado.

Este grupo de investigación anteriormente mostró que un tipo de CSP1, CjapCSP1, se une con hydrocarbons2 cuticular que juegan un papel importante en la hormiga para la comunicación entre individuos, y que esto está relacionado con el comportamiento netamente de reconocimiento por parte de las hormigas obreras (Ozaki et al., 2005).

En la presente investigación, el grupo de investigación del Proyecto Profesor Asistente HOJO de Masaru extrajo el ARN de las antenas de la  hormiga carpintera japonesa (Camponotus japonicus), con el apoyo del laboratorio de INOUE Kunio en el Departamento de Biología de la Universidad de Kobe, y se analiza exhaustivamente los genes expresados en las antenas utilizando una próxima generación de ADN secuenciador y supercomputador en el Instituto Nacional de Biología Básica. Las secuencias de nucleótidos de 11 nuevos CSP fueron así dilucidados.

El grupo de investigación realizó entonces filogenética molecular y análisis evolutivo usando información de la secuencia de los CSP de diversas especies de insectos, y analizó los niveles de expresión CSP mediante reacción en cadena de polimerasa cuantitativa. Así, el grupo logró identificar dos CSP, CjapCSP12 y CjapCSP13, que son particularmente diversos entre las hormigas, y que se expresan específicamente por los principales órganos quimiosensoriales de las hormigas obreras, especialmente las antenas.

Además, la investigación detallada de los loci expresión de estos genes mostró que, como en el caso de CjapCSP1, que está vinculado a los receptores de los hidrocarburos cuticulares, son co-expresados en el interior de las antenas.

Estos hallazgos sugieren que los CSP complejos que se han desarrollado específicamente en las hormigas tienen modos cooperativos de operación en las antenas, y tienen la capacidad de reconocer compleja información individual transmitida por hidrocarburos cuticulares.

El Profesor Asistente HOJO Masaru hace el siguiente comentario: Esto proporciona un punto de partida para la elucidación de las bases moleculares de la evolución de la comunicación sofisticada visto en las sociedades de hormigasPor ello, esperamos que estos hallazgos harán importantes contribuciones a la labor futura en la elucidación de los mecanismos moleculares que apoyan la organización social compleja visto en las hormigas, y la evolución de estos mecanismos.

Notas:

1: CSP son proteínas que se expresan en la hemolinfa en órganos quimiosensoriales, y que, mediante la unión con sustancias químicas en el medio ambiente, transporte de estas sustancias a los receptores en las neuronas sensoriales.

2: mezclas complejas de hidrocarburos están presentes en las superficies del cuerpo de los insectos. En las hormigas, las diferencias entre las proporciones de composición constituyen los códigos para los diversos tipos de información individual en relación con el reconocimiento nestmate, instrucciones de trabajo, y la identidad de casta.

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