Efekty epigenetyczne u owadów społecznych
Zmiany epigenetyczne w genomie powodują zmiany w ekspresji genów bez modyfikacji samego DNA. Pewien ważny typ zmiany epigenetycznej u kręgowców, metylacja, zachodzi głównie w regionach promotorowych, które inicjują transkrypcję genów. Z kolei u owadów metylacja zachodzi w innych obszarach genu, co może oznaczać, że pełni ona inną rolę. W ramach projektu ANTEPIGENETICS (The role of epigenetics in the regulation of reproduction and behavior in insect societies), finansowanego ze środków UE, porównano wzorce metylacji DNA charakteryzujące zarówno fazę przypominającą życie królowej, gdy mrówka się rozmnażania, jak i fazę opieki nad potomstwem. Korzystając z zależnego od metylacji polimorfizmu długości amplifikowanych fragmentów, sekwencjonowania po reakcji z wodorosiarczynem i sekwencjonowania RNA w mózgach C. biroi naukowcy odkryli pewne interesujące kontrasty. Metylacja DNA nie różniła się znacząco między dwiema fazami i występowała częściej w genach o wysokiej i stabilnej ekspresji między fazami, związanych z najistotniejszymi funkcjami — syntezą, transportem i wiązaniem białek. Analizy ujawniły, że metylacja DNA zachodzi w dużej części, nawet w 41%, w nukleozydach połączonych cytozyną i guaniną. Wynikało to ze zmienności biologicznej lub warunków doświadczalnych. Ponadto geny silnie zmetylowane mają charakterystyczną ontologię i są powiązane z syntezą, transportem i wiązaniem białek. Wyniki tego badania wskazują, że zmiany epigenetyczne nie uczestniczą w regulacji dynamiki reprodukcyjnej i behawioralnej podczas cyklu kolonii C. biroi. Jednakże badacze zalecają ostrożność podczas interpretacji dostępnych danych i wyjaśniania roli zmienności metylacji DNA w skali całego genomu. Projekt ANTEPIGENETICS przyniósł nowe informacje na temat roli zmian epigenetycznych w społecznościach owadów. Ponieważ zmiany te wpływają na same podstawy syntezy i wykorzystania białek, dalsze badania powinny umożliwić poznanie istotnych funkcji modyfikacji ekspresji genów. Wyniki projektu ANTEPIGENETICS opublikowano w czasopiśmie Current Biology.
Słowa kluczowe
Owady społeczne, królowa, robotnice, zmiana epigenetyczna, metylacja