¿Abejas reina como resultado de cambios epigenéticos?
La epigenética comprende el estudio de los procesos que ocurren sin modificar la composición básica del genoma, pero que tienen un efecto en el fenotipo observado.
Se sabe, desde hace algún tiempo, que modificaciones epigenéticas, tales como adición de grupos metilo o acetilo, están asociadas a un cambio en la expresión de los genes, y, muchas veces, ligadas a enfermedades, siendo el cáncer una de ellas. Sin embargo, los efectos de la presencia de estas modificaciones no solo afectan a los seres humanos, sino a muchos más organismos.
¿Alguna vez te has preguntado cómo las abejas reinas toman esta posición?
Muchas especies de insectos eusociales (definido como el cuidado cooperativo de la descendencia, los cuales nacen de individuos reproductores, pero que son criados por individuos que no se reproducen) han surgido como modelos para investigar las bases genéticas y epigenéticas del comportamiento animal.
Las abejas obreras y reinas son genéticamente idénticas. Sin embargo, presentan notables cambios morfológicos y de comportamiento: las abejas reina viven muchos años, producen muchos huevos y no tienen a cargo nada parecido al trabajo. Por otro lado, las abejas obreras viven solo algunas semanas, no se reproducen y desempeñan una variedad de funciones, como limpiar las celdas, recolectar polen de las flores, entre otras. Entonces, si sus genomas son iguales, ¿qué hace que tomen roles distintos en una colonia? Las larvas que se convertirán en abejas reina son alimentadas con una dieta especial: la ‘gelatina royal’ (royal jelly, en inglés). Esta sustancia altamente nutritiva es producida por las glándulas en la boca de las abejas ‘enfermeras’.
Pero, ¿Cómo una dieta diferente puede generar un cambio tan drástico? Las primeras pistas que llevan a resolver esta pregunta están en la incapacidad de las abejas obreras para reproducirse. Se ha demostrado que el silenciamiento de la expresión del gen DNMT3 en larvas recién depositadas simula los efectos de la gelatina royal: las larvas destinadas a ser obreras se convirtieron en reinas, con ovarios completamente desarrollados. Curiosamente, uno de los componentes de la gelatina royal es el fenilbutirato, un inhibidor de las desacetilasas (proteínas que remueven modificaciones de grupos acetilo) de histonas (proteínas que enrollan el ADN), lo cual, dependiendo de la región del genoma en que ejercen su función, podría ayudar a reprimir la expresión de ciertos genes.
Esto deja la pregunta abierta de ¿Cómo, más allá del rol de la reproducción, las abejas obreras dividen las tareas que realizarán?. Y, si trasladamos estos fenómenos a nuestra especie, ¿Cómo la dieta que llevamos podría estar alterando procesos en nuestro organismo? ¿Cómo la dieta de las gestantes afecta el desarrollo del feto? Si bien la biología del desarrollo de un ser humano es bastante más compleja que la de un insecto, queda claro que factores externos a la composición básica de nuestro genoma son fuertes influyentes del fenotipo observado.
Referencias:
Chittka, A & Chittka, L. Epigenetics of Royalty. PLoS, 2010. e1000532
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