Белок CoRest управляет социальным поведением муравьёв через эпигенетическое окно

Исследователи из Пенсильванского университета обнаружили ключевой эпигенетический механизм, определяющий социальное поведение муравьёв-древоточцев. Центральную роль играет белок CoRest — нейрональный репрессор, также присутствующий у человека.

Ключевые результаты

• Окно пластичности у взрослых муравьёв-солдат (Major) для перепрограммирования на роль фуражиров (Minor) открыто только до 5 дней после появления. К 10-му дню перепрограммирование становится невозможным.
• Механизм действия: CoRest, уровень которого повышается при перепрограммировании, подавляет ферменты, разрушающие ювенильный гормон (JH). Высокий уровень JH характерен для естественных фуражиров.
• Схема у естественных Minor и перепрограммированных Major одинакова: высокий CoRest → высокий JH → низкая деградация JH → поведение фуражира.

Методология

Учёные вводили в мозг муравьёв-солдат ингибитор гистондеацетилазы трихостатин А (TSA) в разные моменты ранней взрослой жизни (0, 5 и 10 дней). Это вызывало стойкие изменения в экспрессии генов, характерных для фуражиров.

Контекст

Исследование продолжает 12-летнюю работу лаборатории Бергер. В 2015 году в Science было показано, что однократная инъекция TSA меняет поведение муравьёв-солдат. Новое исследование раскрывает конкретный молекулярный путь и узкие временные рамки этой эпигенетической уязвимости.

«Учитывая, насколько близкородственны рабочие разных каст, мы всегда подозревали, что эпигеном играет большую роль в их огромных поведенческих различиях. Однако это первое исследование, где был идентифицирован фактический механизм — от эпигенома, через гормональную сигнализацию и до поведения», — отметил ведущий автор Карл М. Гластад.