От рабочей пчелы к матке одним включением гена

Биологи из Университета Лестера обнаружили, что один из важнейших природных опылителей — шмель земляной (Bombus terrestris) — становится маткой или остаётся рабочей пчелой в зависимости от того, какие гены «включены» в течение её жизни.

Исследование, опубликованное в журнале Molecular Ecology, показывает, что развитие отдельной особи в предназначенную ей касту (самца, рабочей пчелы или матки) зависит от активации отдельных генов, несмотря на то, что все пчёлы имеют сходные геномы.

Это первое полногеномное исследование кастовой дифференцировки у шмеля земляного, ставшее возможным благодаря недавней расшифровке всего генома шмеля.

Ключевые выводы:

• Генетическое сходство: Дифференцировка не вызвана унаследованными генетическими различиями, как у большинства видов животных. Самцы, вылупляющиеся из неоплодотворённых яиц, генетически очень похожи на своих сестёр.
• Различия у взрослых особей: Наибольшие различия в экспрессии генов обнаружены между взрослыми кастами, а не между кастами на личиночной или куколочной стадиях. Это указывает на необходимость более чётких паттернов экспрессии для контроля поведения и физиологии взрослых особей.
• Сходство маток и рабочих: Матки и репродуктивные рабочие пчёлы (которые начинают откладывать яйца в конце цикла колонии) показали мало различий в паттернах экспрессии генов. Репродуктивные рабочие становятся более «похожими на матку» в своём поведении и физиологии.

Исследователи проводят аналогию с дифференцировкой клеток у человека, где один геном кодирует все типы клеток. В будущем они надеются выяснить, может ли иная экспрессия одного и того же гена привести к развитию самки в матку, а не в рабочую пчелу.