Uma proteína supressora de insulina pode ser a fonte da juventude para as formigas e fornece pistas sobre o envelhecimento em outras espécies, de acordo com um estudo liderado por pesquisadores da Universidade de Nova York.
Publicado em Ciência , o estudo mostra que as formigas rainhas apresentam alto metabolismo para reprodução sem passar pelo envelhecimento, gerando uma proteína anti-insulina que bloqueia apenas parte da via da insulina responsável pelo envelhecimento.

Em muitos animais, ter muitos descendentes está ligado a uma vida útil mais curta. Acredita-se que essa troca entre fertilidade e longevidade em animais resulte de como os recursos nutricionais e metabólicos são alocados.

A insulina – um hormônio que ajuda a converter alimentos em energia – desempenha um papel importante no metabolismo, mas também no envelhecimento. A produção de ovos consome muita energia e requer alimentos extras, o que aumenta os níveis de insulina, mas o aumento da atividade da via da insulina necessária para a reprodução leva a uma vida útil mais curta na maioria dos animais. Em contraste, a restrição alimentar prolonga a vida mantendo os níveis de insulina baixos; na verdade, outros pesquisadores estão explorando se o jejum melhora a longevidade.

As formigas são uma exceção notável à troca entre reprodução e longevidade, já que suas rainhas – que são responsáveis ​​pela reprodução de toda a colônia – vivem muito mais do que as formigas operárias enquanto compartilham o mesmo genoma. Em uma espécie como a formiga preta de jardim, uma rainha pode botar um milhão de ovos e viver por 30 anos, enquanto suas irmãs operárias estéreis vivem apenas um ano. Nas formigas saltadoras Harpegnathos, uma espécie de formiga saltadora nativa da Índia que foi o foco deste estudo, as rainhas normalmente vivem por cinco anos, enquanto as operárias vivem apenas sete meses.

Quando a rainha Harpegnathos morre em uma colônia, ocorre um evento peculiar:formigas operárias duelam entre si com suas antenas, competindo para se tornar a próxima rainha. Os vencedores do duelo mudam de "casta" na sociedade das formigas e se tornam pseudorainhas, também conhecidas como gamergates, enquanto ainda permanecem no corpo (menor) de um trabalhador. Pseudorainhas adquirem comportamentos semelhantes a rainhas, incluindo a postura de ovos, e sua expectativa de vida aumenta substancialmente de sete meses para quatro anos. Mas, se forem substituídas por outra rainha, elas voltam ao status de trabalhadoras, param de botar ovos e sua vida útil é reduzida para sete meses.

"Ao passar por uma 'troca de casta' reversível de operárias para pseudorainhas que resulta em um aumento dramático em sua vida útil e capacidade de reprodução, as formigas Harpegnathos oferecem uma oportunidade única de estudar como o envelhecimento e a reprodução podem ser desconectados", disse o co-sênior do estudo. autor Claude Desplan, Silver Professor of Biology and Neural Science na NYU.

Usando sequenciamento de RNA em massa, os pesquisadores estudaram amostras de tecidos de operárias e pseudorainhas, concentrando-se em partes da formiga envolvidas no metabolismo e na reprodução, incluindo o cérebro, o corpo gordo (o fígado dos insetos) e os ovários. Eles descobriram que as formigas que mudaram de trabalhadora para pseudorainha produzem mais insulina em seus cérebros para produzir ovos. Este aumento da insulina resulta na ativação de um dos dois principais ramos da via de sinalização da insulina, MAPK, que controla o metabolismo e a formação do ovo.

O aumento da insulina em pseudoqueens induz o desenvolvimento do ovário, que então começa a produzir uma proteína supressora de insulina chamada Imp-L2. Imp-L2 bloqueia a sinalização no outro ramo principal da via de sinalização da insulina, AKT, que controla o envelhecimento e cuja atividade aumentada leva a uma vida útil mais curta.

“Os dois principais ramos da via de sinalização da insulina parecem regular diferencialmente a fertilidade e a expectativa de vida, com aumento da sinalização em um auxiliando na reprodução em pseudoqueens e diminuição da sinalização no outro consistente com sua longevidade estendida”, disse o coautor sênior do estudo Danny Reinberg, o Professor Terry e Mel Karmazin de Bioquímica e Farmacologia Molecular na NYU Grossman School of Medicine e um investigador do Howard Hughes Medical Institute.

“Esta interação, que evoluiu em formigas e talvez em outros insetos, pode contribuir para a longevidade incomum e muitos descendentes em formigas reprodutivas”, disse Hua Yan, co-primeiro autor do estudo e ex-pesquisador de pós-doutorado na NYU Grossman School of Medicine, que agora é professor assistente de biologia na Universidade da Flórida.

"Nosso trabalho também ilustra a importância de usar os sistemas de modelo apropriados para fazer perguntas sobre questões biológicas essenciais. Por exemplo, a maioria das manipulações de longevidade em animais como ratos ou moscas geralmente prolongam sua vida útil em 10 a 20%. aumento da longevidade, o que torna o estudo deles muito mais poderoso", acrescentou Desplan.

Outros autores do estudo incluem Comzit Opachaloemphan, Francisco Carmona-Aldana, Giacomo Mancini, Jakub Mlejnek, Nicolas Descostes, Bogdan Sieriebriennikov, Alexandra Leibholz, Long Ding e Maria Traficante da NYU, e Xiaofan Zhou da South China Agricultural University. + Explorar mais

Em duelos de formigas competindo para se tornarem rainhas, pistas comportamentais e moleculares determinam rapidamente quem vencerá