Los componentes de hormigas dependen en gran medida del olor, el uso de feromonas para diferentes propósitos, incluida la alimentación de alimentos, advirtiéndose entre sí en depredadores y manteniendo el ritmo general de sus colonias. La efectividad de esta comunicación química se basa en un principio crítico: cada receptor se asigna a una neurona. Las hormigas son ricas en receptores de olor, cada uno de los cuales se correlaciona con productos químicos específicos. Si una neurona activara varios receptores al mismo tiempo, serían los mensajes que alcanzan el cerebro, de modo que el olor notable de la hormiga se ve afectado.
Recientemente, los investigadores que estudiaron la hormiga clonal Raider, descubrieron el método avanzado con el que estos insectos seleccionan un receptor de olor único de una serie diversa de genes. Sus hallazgos, publicados en la biología actual, iluminan el enigma de larga data de cómo las hormigas tienen éxito en mantener sus señales sensoriales diferentes.
Daniel Kronauer, liderando el laboratorio de evolución social y comportamiento en la Universidad de Rockefeller, enfatizó el significado de su descubrimiento, que enfatiza una nueva forma de regulación génica. La investigación subraya el valor de investigar tipos de modelos menos convencionales, de modo que se presentan fenómenos moleculares innovadores que pueden escapar de los estudios tradicionales con la ayuda de organismos investigados con mayor frecuencia como moscas de frutas.
La investigación arroja luz sobre un concepto fundamental en neurociencia sensorial: las neuronas sensoriales deben tener diferentes identidades moleculares. Giacomo Glotzer, un estudiante graduado en el Laboratorio de Kronauer, reconoció que cada neurona sensorial generalmente trae un receptor a la expresión, lo que ayuda a definir definitivamente su identidad. Diferentes especies asuman el desafío de mantener el modelo de «un receptor, una neurona» de diferentes maneras. Por ejemplo, las moscas de la fruta usan interruptores moleculares que activan los genes individuales selectivamente, mientras que los mamíferos usan un proceso más aleatorio, reorganice la cromatina hasta que solo se puede acceder a una receta.
La cuestión de si las hormigas usan una estrategia que es comparable a las de las moscas o los mamíferos, o un nuevo enfoque, permaneció sin respuesta. Las hormigas tienen varios cientos de receptores de olor, muchos de los cuales están agrupados en configuraciones de genes casi idénticas. La activación de un gen en un clúster tan denso puede activar involuntariamente a otros, lo que sugiere que las hormigas pueden usar un método alternativo para mantener la relación vital receptor-neurona.
Sobre la base de investigaciones anteriores, el equipo llevó a cabo una investigación exhaustiva sobre los ascensores de antena de hormigas de asaltantes clonales. Mediante el uso de la secuencia de ARN y la hibridación in situ de fluorescencia de ARN, identificaron genes activos y habían impulsado sus ubicaciones en la anti antena. Las técnicas avanzadas moleculares y computacionales pudieron visualizar un receptor elegido en medio de sus vecinos silenciosos.
Los resultados revelaron que cuando una neurona Ant activa su receta seleccionada, la transcripción de ARN -polimerasa continúa más allá del punto final previsto, se extiende hacia los genes eléctricos. Estas transcripciones «leen» se acumulan en el núcleo y probablemente permanecen allí debido a la ausencia de una etiqueta de exportación específica. Aunque estas transcripciones pueden no desempeñar un papel funcional, su mera producción parece suprimir la actividad de los genes adyacentes. Al mismo tiempo, la neurona genera ARN «antisentido» que guardan silencio para silenciar los genes de electricidad, lo que trae una barrera genética protectora alrededor de la receta elegida.
Parviz Daniel Hejazi Pastor, un becario biomédico en el Laboratorio Kronauer, se presentó a los hallazgos y explica que este mecanismo de interferencia transcripcional permite a Neuron establecer una identidad receptor separada frenando la transcripción de la mañana de la receta circundante.
Las implicaciones de este descubrimiento se extienden más allá del clonal Raider -mier. Los investigadores validaron que un mecanismo similar funciona en otras especies de insectos sociales, incluida la hormiga de primavera india y la abeja miel. Esto aumenta la posibilidad intrigante de que varios tipos de insectos, tanto sociales como solitarios, puedan usar interferencia transcripcional para mantener la relación esencial receptor-neuron. Kronauer sugirió que este mecanismo podría venir con más frecuencia de lo que se pensaba anteriormente, por lo que las moscas de la fruta son posibles si los Uitbijters se colocan en este contexto.
Además de mejorar la comprensión de la olfativa de insectos, esta investigación presenta un marco sobre cómo los grupos de genes relacionados pueden regularse efectivamente. La evidencia indica que tal mecanismo podría explicar cómo las hormigas evolucionan rápidamente nuevos reucecores en tramos evolutivos relativamente cortos. Kronauer señaló que una vez que se ha establecido este sistema regulatorio, puede facilitar la adición de nuevas complejidades sin perturbar, lo que hace posible ajustes evolutivos rápidos a sus posibilidades olfativas.
