Embora o cheiro seja essencial para as interações sociais humanas, é crucial para as formigas. Pesquisadores da NYU e da Universidade da Flórida descobriram que a proteína Orco, essencial para o funcionamento das células olfativas, também é vital para a sobrevivência das formigas. Seu estudo mostrou que a mutação do gene orco em formigas saltadoras

Embora o cheiro seja essencial para as interações sociais humanas, é crucial para as formigas. Pesquisadores da NYU e da Universidade da Flórida descobriram que a proteína Orco, essencial para o funcionamento das células olfativas, também é vital para a sobrevivência das formigas.

Seu estudo mostrou que a mutação do gene orco em formigas saltadoras Harpegnathos reduziu significativamente o número de neurônios olfativos, indicando o papel de Orco no desenvolvimento e na vida dessas células. Compreender como o sistema nervoso se desenvolve é um desafio crítico na neurociência moderna.

As formigas, com seus aproximadamente 400 receptores olfativos, não são tão diferentes dos humanos nesse aspecto. No entanto, o que os diferencia é o uso da comunicação por feromônios, uma característica única que os torna perfeitos para estudar o comportamento social de base sensorial. Os seus muitos genes receptores de odores são a chave para a sua comunicação nas grandes sociedades, um aspecto fascinante da sua estrutura social.

A perda de neurônios receptores de odor prejudica o olfato e está ligada ao isolamento social e a distúrbios como esquizofrenia e autismo. Para estudar o olfato e as interações sociais das formigas, os pesquisadores da NYU usaram o CRISPR para editar o gene orco nas formigas. Essas formigas “mutantes”, sem a proteína Orco, apresentavam alterações em seus órgãos olfativos e tinham dificuldade para interagir.

Em seu novo estudo publicado na Science Advances, os pesquisadores empregaram técnicas avançadas, como perfil de expressão gênica de núcleo único e microscopia de fluorescência para estudar antenas de formigas. Esses métodos permitiram observar detalhadamente os efeitos da mutação da proteína Orco. Eles descobriram que as formigas mutantes sem Orco perdem a maior parte de seus neurônios olfativos antes de atingirem a idade adulta, uma descoberta significativa no campo da biologia das formigas.

No início, as células geralmente se desenvolvem, crescem e ativam genes como receptores de odor. No entanto, uma vez ativados os receptores, as células começam a morrer rapidamente. Essa morte celular pode ser devido ao estresse. Sem o Orco, os receptores não conseguem alcançar a membrana celular, fazendo com que obstruam as organelas e levando ao estresse e à morte celular.

Esta morte neuronal pode ser exclusiva dos insetos sociais. Esses processos não foram encontrados em insetos solitários e podem mostrar como o desenvolvimento neural evoluiu com mais genes receptores de odor.

Alguns receptores odoríferos sobreviveram sem Orco. As células com estes receptores também tinham outros tipos, sugerindo que a sua actividade é crucial para o desenvolvimento. Alguns neurônios precisam “disparar” periodicamente para se desenvolverem. Sem Orco, as células olfativas não poderiam “disparar” e completar o seu desenvolvimento, levando à morte.

Os pesquisadores descobriram alguns receptores de odor em células não olfativas, como neurônios detectores de movimento e glia, que sustentam a função dos neurônios. Isto pode ser devido à regulação genética imperfeita, fazendo com que os receptores de odor sejam ativados por genes próximos. Alternativamente, esses receptores podem ter novas funções semelhantes às da glia dos vermes C. elegans ou do esperma humano.

Hua Yan, professor assistente de biologia da Universidade da Flórida e autor sênior do estudo, disse: “Ativar genes receptores de odores nas células que não são sensíveis ao cheiro pode ser inútil para o organismo – mas, novamente, a evolução tende a fazer uso de tais erros para dar aos genes existentes uma nova função, então talvez haja algum novo e excitante papel de receptores odoríferos em células sem cheiro que descobriremos no futuro. Nossas descobertas melhoram nossa compreensão dos sistemas sensoriais dos insetos sociais, incluindo o desenvolvimento neural olfativo que estabelece uma estrutura para a comunicação social.”

Referência do diário:

  1. BOGDAN SIERIEBRIENNIKOV, KAYLI R. SIEBER et al., Sobrevivência dependente de Orco de neurônios receptores de odor em formigas. Avanços da Ciência. DOI:10.1126/sciadv.adk9000.
Atualizado em by Kendall Parks
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