Антиинсулиновый белок у муравьев связан с долголетием и размножением

Белок, подавляющий выработку инсулина, может быть источником молодости у муравьев и дает представление о старении у других видов, говорится в исследовании ученых Нью-Йоркского университета.

Исследование, опубликованное в журнале Science, показывает, что муравьи-королевы демонстрируют высокий метаболизм для воспроизводства без старения, вырабатывая антиинсулиновый белок, который блокирует только часть инсулинового пути, ответственного за старение.

У многих животных наличие большого количества потомства связано с меньшей продолжительностью жизни. Считается, что этот компромисс между плодовитостью и продолжительностью жизни у животных связан с тем, как распределяются питательные и метаболические ресурсы.

Инсулин, гормон, который помогает преобразовывать пищу в энергию, играет важную роль в метаболизме, а также в старении. Производство яиц требует больше энергии и дополнительного питания, что повышает уровень инсулина, но повышенная активность инсулинового пути, необходимого для воспроизводства, приводит к сокращению продолжительности жизни у большинства животных. Напротив, ограничение питания продлевает жизнь за счет снижения уровня инсулина; более того, другие исследователи изучают вопрос о том, улучшает ли голодание продолжительность жизни.

Муравьи являются заметным исключением из компромисса между размножением и долголетием, поскольку их королевы, которые отвечают за размножение всей колонии, живут намного дольше рабочих муравьев, имеющих одинаковый геном. У такого вида, как черный садовый муравей, королева может отложить миллион яиц и прожить 30 лет, в то время как ее бесплодные сестры-рабочие живут всего год. У муравьев Harpegnathos saltator, вида прыгающих муравьев родом из Индии, который был объектом данного исследования, королевы обычно живут пять лет, а рабочие — всего семь месяцев.

Когда в колонии Harpegnathos умирает королева, происходит необычное событие: самки муравьев-рабочих сражаются друг с другом своими антеннами, соревнуясь за право стать следующей королевой. Победители поединков меняют «касту» в муравьином обществе и становятся псевдокинами, также известными как гамергаты, все еще оставаясь в теле (меньшем) рабочего. Псевдокины приобретают поведение, подобное поведению королевы, включая откладку яиц, а продолжительность их жизни значительно увеличивается — с семи месяцев до четырех лет. Но если их заменяет другая королева, они возвращаются к статусу рабочих, перестают откладывать яйца, и продолжительность их жизни сокращается до семи месяцев.

«Муравьи Harpegnathos, претерпевая обратимую «смену касты» от рабочего к псевдо-королеве, что приводит к резкому увеличению продолжительности их жизни и способности к размножению, предоставляют уникальную возможность изучить, как старение и размножение могут быть разъединены», — рассказывает соавтор исследования Клод Деплан, профессор биологии и нейронаук Нью-Йоркского университета.

Используя массовое секвенирование РНК, исследователи изучили образцы тканей рабочих и псевдомуравьев, сосредоточившись на частях муравья, участвующих в метаболизме и размножении, включая мозг, жировое тело (печень насекомых) и яичники. Они обнаружили, что муравьи, которые перешли от рабочих к псевдомуравьям, вырабатывают больше инсулина в своем мозге для производства яиц. Повышенный уровень инсулина приводит к активации одной из двух основных ветвей сигнального пути инсулина, MAPK, которая контролирует метаболизм и образование яиц.

Повышенный уровень инсулина вызывает развитие яичников, которые затем начинают вырабатывать инсулиноподавляющий белок под названием Imp-L2. Imp-L2 блокирует сигналы в другой основной ветви инсулинового сигнального пути, AKT, которая контролирует старение и чья повышенная активность приводит к сокращению продолжительности жизни.

Эксклюзивный перевод*

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Ученые определили, что пихта продлевает молодость

243 Учеными из российской научно-производственной компании «Инитиум-Фарм» объявлено об открытии практически эликсира молодости. Компания разработала …