Антиинсулиновый белок помогает королевам муравьев жить дольше

Новое исследование было сосредоточено на конкретном виде муравьев Harpegnathos saltator. Эти насекомые, также известные как индийский прыгающий муравей, демонстрируют относительно необычное поведение. Когда королева колонии умирает, рабочие муравьи сражаются за трон.

И когда победительница становится новой королевой, она претерпевает переход, позволяющий ей начать откладывать яйца. Наиболее любопытно, что наряду с этим репродуктивным переходом происходит резкое увеличение продолжительности жизни на 500%.

Королевы Harpegnathos, как правило, живут от 4 до 5 лет, в то время как рабочие живут чуть дольше 7 месяцев. Поэтому группа исследователей решила выяснить, какие именно изменения происходят в муравьях, из-за чего происходит такое резкое увеличение продолжительности жизни.

«Претерпевая обратимое «переключение каст» от рабочих к псевдокоролевам, что приводит к резкому увеличению как продолжительности их жизни, так и способности к размножению, муравьи Harpegnathos предоставляют уникальную возможность изучить, как старение и размножение могут быть связаны», — сказал Клод Десплан, соавтор и старший исследования.

Сосредоточившись на различиях в экспрессии генов между рабочими и маткой, исследователи быстро обнаружили, что ключевое изменение, которое происходит, связано с инсулиновыми путями насекомого. Это открытие было ожидаемым, поскольку известно, что передача сигналов инсулина имеет решающее значение для производства яиц.

Таким образом, репродуктивные пути королевы включаются, запуская инсулиновые процессы. Но оставалось загадкой, как этот механизм мог так резко увеличить продолжительность жизни муравья.

Здесь исследователи обнаружили, что, когда яичники муравья начинают работать, экспрессируется другой белок. Эта молекула Imp-L2 описывается как своего рода «антиинсулиновый» белок. Он блокирует передачу сигналов инсулина в различных путях, обнаруживаемых в жировых клетках, и считается, что именно этот механизм запускает невероятную функцию увеличения продолжительности жизни королевы.

«Две основные ветви сигнального пути инсулина по-разному регулируют фертильность и продолжительность жизни, при этом повышенная передача сигналов в одной способствует размножению у псевдокоролев, а снижение передачи сигналов в другой соответствует увеличению продолжительности жизни», — сказал соавтор Дэнни Рейнберг.

Одной из странных особенностей этого недавно открытого механизма является его обратимость. Муравьи могут переключаться с рабочих на королев и обратно, но когда они снова превращаются из королевы в рабочих, то теряют свои продлевающие жизнь преимущества, возвращаясь к короткой семимесячной продолжительности жизни рабочих.

Хотя исследование, бесспорно, является интригующим взглядом на странный механизм продления жизни у определенного типа муравьев, возникает вопрос: присутствует ли этот конкретный путь у каких-либо других организмов. И ответ, согласно Десплану, может быть.

Исследователи отмечают, что есть предыдущие исследования, предполагающие, что пути Imp-L2 могут быть обнаружены у плодовых мушек, но неясно, имеет ли этот механизм такой же эффект продления жизни. Следующим шагом для Десплана и коллег будет исследование того, можно ли обнаружить этот механизм у других беспозвоночных, а затем, возможно, можно ли найти аналогичный путь у млекопитающих.

Новое исследование опубликовано в журнале Science.