Todas as larvas de abelha comem geleia real quando são novas, mas apenas as futuras rainhas continuam a comê-lo. Para descobrir por que, pesquisadores na Áustria estão examinando de perto os ingredientes moleculares da culinária sofisticada.

O pai de Katharina Paschinger, um químico de conservação em Viena, era um apicultor dedicado. Paschinger lembra com carinho que ele traria geléia real, um alimento importante para as larvas das abelhas, como um presente nas visitas à sua avó materna. "Ele iria alimentá-lo para minha avó e dizer a ela que era para uma vida longa e bonita, "Paschinger disse." E, na verdade, ela viveu até os 98. "

Acredita-se que a geléia real traz benefícios para a saúde, embora as evidências médicas sejam escassas (e os médicos alertam que algumas pessoas têm reações alérgicas graves). Uma coisa que a substância certamente faz é promover o desenvolvimento de castas nas abelhas, fazendo com que larvas geneticamente idênticas se desenvolvam em adultos muito diferentes. Todas as larvas de abelha comem geleia real secretada por abelhas operárias nos primeiros dias de vida, mas aquelas escolhidas para serem rainhas continuam a comê-lo até que se transformem em pupas e depois, enquanto aqueles que se tornarão trabalhadores mudam para o mel e o pólen. Os biólogos acreditam que os sinais moleculares na geléia real levam as abelhas larvares a se desenvolverem em rainhas, mas os detalhes dessa sinalização - incluindo qual molécula é mais importante e como ela é reconhecida - ainda não são claros.

Perguntas ao longo dessa linha trouxeram Katharina Paschinger, um químico, para revisitar a geléia real este ano em pesquisa publicada na revista Proteômica molecular e celular . Paschinger e colegas do laboratório de Iain Wilson na Universidade de Recursos Naturais e Ciências da Vida em Viena focam nas glicoproteínas, proteínas às quais uma cadeia de moléculas de açúcar está ligada. Essas cadeias de açúcar, chamados glicanos, pode afetar dramaticamente as atividades de ligação e sinalização de proteínas.

Estudos anteriores de glicoproteínas de geléia real encontraram principalmente classes de glicanos conhecidos como oligomanosídicos e híbridos simples. Como não contêm elementos de reconhecimento especial, eles não conseguiam explicar o efeito único da geléia real no destino das larvas. Mas Paschinger, seus colegas e alguns outros cientistas começaram recentemente a encontrar estruturas de glicano mais complexas em várias espécies de insetos, como mosquitos e mariposas. Seus dados, Paschinger disse, desafiou "uma crença muito antiga de que os insetos apenas sintetizam glicanos oligomanosídicos. Você vê essas declarações em todos os lugares. É um pesadelo ler essas simplificações."

A diversidade nos glicanos de outros insetos era um motivo para suspeitar que as glicoproteínas da geléia real também tinham profundidade oculta. Geléia real, disponível a granel em lojas de alimentos naturais, foi um bom candidato para uma análise combinada de glicômicos e glicoproteômicos, disse o primeiro autor Alba Hykollari. "Se você tiver uma amostra e quiser começar com glicômicos, a primeira questão é quanto você tem e quão puro é. Tivemos muita sorte:recebemos muita geleia real, e era muito puro. "

Para determinar a estrutura dos glicanos na geléia real, Hykollari usou enzimas para isolar os glicanos das proteínas e adicionou marcadores químicos. Ela separou os glicanos marcados usando cromatografia líquida e os analisou usando um espectrômetro de massa, um instrumento que quebra as moléculas em pedaços menores e as separa por tamanho e carga.

Paschinger analisou os dados para tirar conclusões sobre as estruturas de glicano. Primeiro, ela comparou os padrões de fragmentação às moléculas precursoras, fazer inferências sobre as estruturas dos glicanos a partir de como eles se separaram. Então, ela sugeriu tratamentos químicos ou enzimáticos específicos para testar essas hipóteses.

Como os glicanos são cadeias modulares, como Legos, separar uma unidade de cada vez pode dar uma boa ideia de como o todo se encaixa. Por exemplo, fosfoetanolamina, uma subunidade que a equipe observou na geléia real, bloqueia a digestão por algumas enzimas, mas pode ser removido com ácido fluorídrico. Se fragmentos de glicano de uma determinada massa apareceram após o tratamento com ácido fluorídrico, era uma pista de que a fosfoetanolamina estava presente.

"Eu diria que o N-glicina da geléia real foi definitivamente subestimado, "disse Hykollari. Das cerca de 100 estruturas de glicano que a equipe definiu, muitos não haviam sido observados antes nas abelhas. O foco exclusivo de seu laboratório em bioquímica de glicano e seu espectrômetro de massa extremamente sensível ajudaram a equipe de pesquisa a determinar a identidade de glicanos escassos, disse Hykollari. "Trabalhamos (com glicanos) há muitos anos, então eu diria que nosso fluxo de trabalho está otimizado. "

Conhecer essas estruturas pode ajudar os futuros cientistas a entender a atividade das proteínas glicosiladas na geléia real - seja como elas designam as larvas de abelhas como futuras rainhas ou como disparam os alarmes alérgicos no sistema imunológico humano. Por exemplo, disse Paschinger, um pesquisador poderia sintetizar um glicano da geléia real para ver como ele interage com as proteínas sinalizadoras da larva. Seus próprios planos para avançar são lidar com o glicoma de outra espécie. "Nossa força motriz é entender a glicoevolução, "disse Paschinger." Mas muitas vezes também somos movidos pelo elemento desafio. "

A equipe de pesquisa dedicou seu manuscrito ao pai de Paschinger, o químico-apicultor. "Tenho certeza que ele teria ficado muito feliz em ver algo científico sair de seu hobby de apicultura, "disse Paschinger.