Perfil de expressão de genes da família MRJP e YELLOW em abelhas operárias de Melipona quadrifasciata (Apidae: Meliponini) - Santos, Patrick Douglas de Souza dos (2020)
As abelhas sem ferrão (Meliponini) possuem um elevado nível de organização social caracterizada por sobreposição de gerações na mesma colônia, cuidado parental e divisão do trabalho reprodutivo entre rainha e operária (castas). Nas abelhas sem ferrão, a diferenciação de castas é disparada pela quantidade de alimento recebida pelas larvas. Nas abelhas do gênero Melipona, a composição alélica também desempenha um papel na determinação de castas e pode conferir predisposição genética à larva para se desenvolver em rainha se alimentada com maiores quantidades de alimento (sistema de determinação de castas genético-alimentar). Em Melipona, o alimento larval é rico em aminoácidos, lipídeos e proteínas e é essencial para o desenvolvimento das larvas. Nas abelhas Apis mellifera, as proteínas que compõem o alimento larval, a geleia real, são sintetizadas pelas glândulas hipofaríngeas. Os genes que codificam tais proteínas são chamados de Major Royal Jelly Proteins (MRJP) e em A. mellifera estes genes formam um cluster no cromossomo 11 composto por 9 genes MRJP flanqueados por genes da família YELLOW. Os genes YELLOW e um gene MRJP estão presentes no genoma de Melipona quadrifasciata, mesmo estas não produzindo geleia real. A alta similaridade entre a sequência de aminoácidos das MRJPs e das YELLOWs das diferentes abelhas sugere uma origem evolutiva em comum nesses dois grupos de genes (ou do cluster). O principal objetivo deste trabalho foi analisar em fêmeas e machos a expressão dos genes mrjp9-like, yellow-e3 e yellow-h nas glândulas hipofaríngeas de M. quadrifasciata, em diferentes fases da vida adulta (1, 10 e 22 dias de vida). As sequências dos genes de interesse foram recuperadas dos bancos de dados NCBI e Hymenoptera Mine. Os genes ortólogos foram identificados através do alinhamento das sequências dos genes codificadores de MRJPs e YELLOW de A. mellifera contra as sequências gênicas disponíveis de M. quadrifasciata. A caracterização desses genes e de seus produtos demonstrou que a quantidade total de aminoácidos, propriedades físico-químicas e predição de sítios de fosforilação constituíam parâmetros capazes de discriminar os componentes desta família. Destacamos também a predição dos sítios de fosforilação nas sequências gênicas codificadoras das quinases de EGFR e IIS, relacionadas ao processo de desenvolvimento, diferenciação de castas e capacidade reprodutiva de A. mellifera e presentes também em M. quadrifasciata. Uma análise filogenética dos membros do cluster presente em A. mellifera, M. quadrifasciata e F. varia, gerou um modelo coerente que mostra semelhanças entre representantes da família YELLOW, bem como com a única representante da família MRJP a mrjp9 nas abelhas sem ferrão, denominada, mrjp9-like; sendo mais uma evidência da origem comum dessa família de genes. Por RT-qPCR, observamos que a expressão de mrjp9-like nas glândulas hipofaríngeas aumenta com a idade e que a expressão de yellow-e3/h também é maior em 22 dias. A análise filogenética agrupou os genes das MRJPs com os genes yellow-e3 de ambas as espécies analisadas conforme o esperado. A morfologia das glândulas hipofaríngeas apresentou diferenças ao longo do desenvolvimento adulto, sendo estas maiores e com indicativos de maior atividade aos 22 dias de vida, caracterizado pela modificação da morfologia dos núcleos dos ácinos e evidente aumento do volume do citoplasma destas estruturas.