Специална храна Как пчелното млечице превръща пчелата в царица - DER SPIEGEL
Пчелна майка и работници: еднакви гени, различни характеристики
Снимка: Питър Стефен/dpa
Пчелната майка и нейните работници изглежда нямат много общи черти. Докато работниците са активни и доста интелигентни и умело се ориентират в обкръжението си, за да намерят храна за колонията, една привилегия е запазена само за кралицата: размножаване. Може да произведе до 2000 яйца на ден. В замяна тя прекарва целия си живот в кошера, без никога да търси цвете. Освен това е по-голям и по-издръжлив от трудолюбивите си субекти.
Генетичният състав на двата кошера обаче е идентичен - изненадващо е, че царицата и работникът могат да бъдат толкова различни по форма и поведение. Екип от немски и австралийски изследователи сега разгледа по-отблизо генома на пчелите и потърси химическите промени в генетичния материал, които включват или изключват отделни гени. Тази област на изследване се нарича епигенетика.
Биолозите отдавна са съгласни, че един от ключовете за това неравномерно развитие на пчелите е храната, която те получават като ларви. Само бъдещите кралици се хранят с изискания сок, наречен пчелно млечице, през целия етап на ларвите до зряла възраст. От друга страна, работниците получават тази мощна храна само първоначално, но по-късно получават само обикновена смес от цветен прашец и нектар. По-рано беше ясно, че пчелното млечице има различни епигенетични ефекти. Кои процеси точно задействат храненето в телата на пчелите засега остава неясно.
Както изследователите съобщават в списание "PLoS Biology", ДНК на пчелите всъщност се променя химически по различен начин в зависимост от храната. При това така наречено метилиране се добавят молекули в определени точки от последователността - самият генетичен код не се променя. „Тази маркировка е един вид фина настройка на гените“, обяснява Ришард Малешка от Австралийския национален университет в Канбера. В зависимост от това към коя генна област е прикрепена метилова молекула, някои характеристики се различават по различен начин.
Различни модели на генетичните карти
За да анализират по-подробно химичните промени, Малешка и неговите германски колеги от Немския център за изследване на рака секвенираха така наречения метилом на пчелите: Те създадоха карта на генома, която показва къде точно се намират метиловите групи. След това те сравниха картите за метилиране на дамите и работниците и откриха общо над 550 гена, които показват различни модели на метилиране. Повечето от тези гени играят роля във важни клетъчни функции или оказват влияние върху поведението на насекомите.
"С нашето проучване можем да покажем как околната среда е пряко свързана с ДНК чрез хранене. Влиянията на околната среда могат временно да модифицират генетичния хардуер", казва Малешка. "Тези резултати са далеч, тъй като ензимите, които модифицират генетичния материал при пчелите, са същите като тези, които маркират ДНК в човешкия мозък."
Съавторът Франк Лико се интересува особено от този последен аспект, той ръководи епигенетичния отдел в DKFZ Хайделберг. "По принцип е възможно също така влиянието на околната среда и диетата да оказват влияние върху външния вид на хората и тези ефекти да се медиират от разликите в метилирането на ДНК."
Lyko обаче предупреждава срещу фалшиви очаквания, "медоносната пчела със сигурност е най-екстремният пример в този контекст, заключенията по никакъв начин не могат да бъдат прехвърлени 1: 1 на хората."
Но раковите клетки също са пример за епигенетично разделяне на външния вид. Всички клетки в организма имат един и същ геном, но от тях може да се развие или нормална тъкан, или тумор. Може би създаването на метилом при хората скоро може да стане от значение за диагностиката на рака. Засега усилията все още са твърде големи, тъй като човешкият геном е десет пъти по-голям от този на пчелите.