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Genome Evolution in attine aNTS

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I geni influenzano il comportamento sociale delle formiche

La regolazione epigenetica è un meccanismo fondamentale che controlla la variazione nell’espressione genica. Include l’editing dell’RNA e la metilazione del DNA, e potrebbe mediare l’imprinting genomico; argomenti virtualmente sconosciuti negli insetti sociali.

Salute

L’eusocialità è la complessa organizzazione della socialità animale, definita dalla cura cooperativa della prole e dalla divisione del lavoro secondo caste riproduttive e non riproduttive. A differenza della socialità umana che dipende da elementi culturali, gli insetti eusociali come formiche, api, vespe e termiti si sono evoluti attraverso la selezione naturale. Le teorie evolutive enfatizzano la forza della cooperazione per ottenere livelli più alti di organizzazione, e le tendenze corruttive dei livelli inferiori della selezione che mantengono tratti egoistici. Il progetto GENTS (“Genome evolution in attine ants”), finanziato dall’UE, ha studiato un modello di insetto sociale ben conosciuto, le formiche tagliafoglie. Gli scienziati del progetto hanno studiato i meccanismi epigenetici che mantengono e regolano i meccanismi a livello di genoma che permettono l’espressione condizionale dei geni e l’espressione dei tratti egoistici da parte di individui all’interno delle società. Per questa attività un programma di ricerca pionieristico in biologia evolutiva (Centro per l’Evoluzione Sociale, Università di Copenaghen) si è unito all’eccellenza cinese nel sequenziamento del genoma (BGI Shenzhen). GENTS si è concentrato sulla regolazione epigenetica della differenziazione in caste e sull’editing dell’RNA nella formica tagliafoglie Acromyrmex echinatior. Poiché i meccanismi epigenetici regolano la funzione genica, il progetto mirava a chiarirne il ruolo nella regolazione dell’espressione genica nel cervello per le tre caste di femmine di A. echinatior. Gli scienziati hanno scoperto che l’editing dell’RNA era pervasivo in molti geni espressi nei cervelli delle piccole operaie, delle grandi operaie e delle regine vergini. In oltre 800 geni esistevano oltre 10 000 eventi di editing dell’RNA. Questi geni con editing dell’RNA erano arricchiti funzionalmente per neurotrasmissione, ritmo circadiano, risposta termica, splicing dell’RNA e biosintesi degli acidi carbossilici. Un’importante scoperta di GENTS sono stati i livelli differenziati di editing degli stessi siti tra caste. Ciò suggerisce che l’editing dell’RNA potrebbe essere un meccanismo generico che regola il comportamento delle caste nelle formiche dopo che il codice genetico è stato trascritto. Per la prima volta GENTS ha esplorato e portato avanti in modo significativo la nostra comprensione della regolazione dell’editing dell’RNA nelle specie di insetti eusociali.

Parole chiave

Comportamento sociale, formiche, eusocialità, evoluzione del genoma, formica tagliafoglie

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