Epigenetics in a honeybee hive (2020)
- Authors:
- Autor USP: CARDOSO JÚNIOR, CARLOS ANTÔNIO MENDES - FMRP
- Unidade: FMRP
- Sigla do Departamento: RBP
- DOI: 10.11606/T.17.2020.tde-11092023-130204
- Subjects: ABELHAS; APICULTURA; ENVELHECIMENTO; EPIGÊNESE GENÉTICA; METILAÇÃO DE DNA
- Keywords: Aging; Apis mellifera; DNA methylation; Epigenética; Epigenetics; Honey bee
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: Mecanismos epigenéticos desempenham um papel importante na expressão gênica alterando a estrutura da cromatina sem alterar a sequência do DNA. Os mecanismos melhores estudados são a metilação do DNA, modificações pós-traducionais nas histonas e RNAs não-codificantes. Este trabalho teve como objetivo explorar as funções desses mecanismos epigenéticos em diversos processos do ciclo de vida de abelhas adultas da espécie Apis mellifera. Primeiramente, estudamos o papel da metilação do DNA na longevidade de operárias e rainhas. Neste contexto, nós determinamos os efeitos de estímulos sociais, como feromônios e variações demográficas sazonais em colmeias de abelhas, na expressão de genes codificadores de enzimas que promovem modificações epigenéticas no DNA, RNA e histonas. Finalmente, investigamos como o gene codificador da DNA metiltransferase 3 (DNMT3), uma enzima chave na reprogramação da metilação do DNA, é regulada durante a maior transição da vida das operárias, nomeadamente, a transição entre o cuidado da cria e o forrageamento. Nossas análises da expressão dos genes das Dnmts e ensaios funcionais de suas atividades enzimáticas mostraram que a metilação do DNA está associada a longevidade de abelhas operárias, provavelmente envolvendo a regulação da vitelogenina, uma proteína que controla as taxas de maturação comportamental desta casta. Além disso, fatores ambientais (ex: feromônio da rainha e exposição à larvas ou adultos jovens) regulam a expressão de genes que codificam modificadores epigenéticos do DNA, RNA e histonas. Esses dados sugerem que reprogramações epigenéticas controlam a expressão gênica, permitindo adaptação a novos ambientes sociais. Uma segunda parte importante deste projeto gerou dados de metilomas através do sequenciamento de bissulfito paracomparar genes diferencialmente metilados nos cérebros e ovários de operárias sujeitas a contextos sociais distintos. Interessantemente, e ao contrário do esperado, esses resultados revelaram poucas alterações na metilação do DNA em resposta a um novo contexto social, apesar de alterações significativas na expressão dos genes Dnmt. Além disso, os padrões de metilação em ovários e cérebros são quase idênticos, apesar das diferenças funcionais nesses tecidos, indicando também que é improvável que a metilação do DNA regule a expressão gênica em abelhas. Isso nos leva a concluir que a maquinaria de metilação do DNA possivelmente possuem outras funções, as quais não são diretamente associadas à metilação do DNA. De acordo com essa hipótese, análises in silico e dados de microscopia confocal mostraram a localização citoplasmática da proteína DNMT3, a qual foi encontrada predominantemente associada a vesículas lipídicas de células do corpo gorduroso. Finalmente, descobrimos que o microRNA de abelhas ame-miR-29b é um regulador autêntico da expressão de Dnmt3, e essa função é conservada evolutivamente entre abelhas e mamíferos, incluindo humanos. Em conclusão, este estudo revelou um grau considerável e inesperado de complexidade nos papéis dos mecanismos epigenéticos e sua regulação da expressão gênica na vida social das abelhas
- Imprenta:
- Publisher place: Ribeirão Preto
- Date published: 2020
- Data da defesa: 14.05.2020
- Status:
- Artigo publicado em periódico de acesso aberto (Gold Open Access)
- Versão do Documento:
- Versão publicada (Published version)
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-
ABNT
CARDOSO-JÚNIOR, Carlos Antônio Mendes. Epigenetics in a honeybee hive. 2020. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2020. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17136/tde-11092023-130204/. Acesso em: 01 abr. 2026. -
APA
Cardoso-Júnior, C. A. M. (2020). Epigenetics in a honeybee hive (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17136/tde-11092023-130204/ -
NLM
Cardoso-Júnior CAM. Epigenetics in a honeybee hive [Internet]. 2020 ;[citado 2026 abr. 01 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17136/tde-11092023-130204/ -
Vancouver
Cardoso-Júnior CAM. Epigenetics in a honeybee hive [Internet]. 2020 ;[citado 2026 abr. 01 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17136/tde-11092023-130204/ - Vitellogenin expression in the ovaries of adult honeybee workers provides insights into the evolution of reproductive and social traits
- Reproductive plasticity and oogenesis in the queen honey bee (Apis mellifera)
- Social context influences the expression of DNA methyltransferase genes in the honeybee
- DNA methylation is not a driver of gene expression reprogramming in young honey bee workers
- Queen pheromone modulates the expression of epigenetic modifier genes in the brain of honeybee workers
- Histone deacetylases and their role in honey bee, Apis mellifera L., caste development
- It is never too late for a change-DNA methylation is not a driver of behavioral (re) programming in honeybee workers
- Inhibition of the transcription factor dorsal alters aggressive behavior in eusocial bees
- The nuclear and mitochondrial genomes of Frieseomelitta varia: a highly eusocial stingless bee (Meliponini) with a permanently sterile worker caste
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