Análise neuroproteômica do comportamento agressivo de Apis mellifera

Abstract

Sendo um modelo neurobiológico importante devido a sua complexidade neural e uma arquitetura cerebral tanto quanto simples, as abelhas apresentam um cérebro bem dividido e estruturado com funções complexas, que despertam enormes interesses no mundo científico. Estudos envolvendo temas como memória, aprendizagem, comportamento e agressividade são incógnitas que aos poucos vão obtendo respostas através de diferentes ferramentas tecnológicas e conhecimentos de áreas como a genômica, proteômica, peptidômica entre outras necessárias para tentar entender o quão complexo pode ser a atividade neural das abelhas. A defesa da colmeia é um dos principais e mais importantes afazeres de uma abelha-guarda. São elas os membros especializados que defendem a colônia podendo até sacrificar suas vidas para o bem maior que é a sobrevivência da colmeia. O cérebro da abelha está totalmente envolvido neste processo da comunicação, sendo que a neuroquímica deste órgão induz as mudanças fisiológicas no cérebro das abelhas, preparando os insetos para exercer o comportamento agressivo. Para se conhecer mais detalhes das transformações bioquímicas e fisiológicas induzidas por tais neurohormônios nos cérebros das abelhas, durante o comportamento agressivo, grupos de abelhas operárias com sete dias de idades foram tratadas individualmente com solução fisiológicas (grupo controle), e com os neuropeptídios AmTRP (254 - 262) e AmAST A (59–76) injetados na hemocele dos insetos, tornando-se agressivos. Desta maneira formou-se três grupos experimentais, sendo o grupo controle – não agressivo, e os grupos tratados com AmTRP (254 - 262) e AmAST A (59–76), separadamente, que constituíram-se em dois diferentes grupos agressivos. Os indivíduos que de fato apresentaram comportamento agressivo (ferroando um alvo experimental), foram congelados, sendo seus cérebros removidos por dissecção e submetidos a estudos proteômicos. Detectou-se 2765 diferentes proteínas, sendo que 795 delas foram únicas do grupo controle, 438 foram únicas do grupo tratado com AmTRP (254 - 262), e 502 proteínas foram únicas do grupo tratado com AmAST A (59–76); as demais proteínas foram comuns aos três grupos experimentais, ou a combinações de dois desses grupos. Dentre o complemento de proteínas únicas a cada grupo experimental as análises evidenciaram que os dois grupos agressivos apresentaram uma expressão muito pronunciada de proteínas relacionadas aos processos biológicos de metabolismo energético e citoesqueleto, evidenciando a grande importância da produção de energia (principalmente pelas mitocôndrias), e da plasticidade celular (pelas proteínas típicas de citoesqueleto) dos neurônios, preparando os insetos fisiologicamente, na transição do comportamento não agressivo, para o comportamento agressivo.

Being an important neurobiological model due to its neural complexity and brain architecture as much as simple, bees have a well-divided and structured brain with complex functions that arouse huge interests in the scientific world. Studies involving topics such as memory, learning, behavior and aggression are unknowns that are gradually getting answers through different technological tools and knowledge of areas such as genomics, proteomics, peptidomics and others necessary to try to understand how complex the neural activity of people can be. bees. The defense of the hive is one of the main and most important tasks of a guard bee. They are the specialized members who defend the colony and may even sacrifice their lives for the greater good that is the survival of the hive. The bee's brain is totally involved in this communication process, and the neurochemistry of this organ induces physiological changes in the bee's brain, preparing the insects to exercise aggressive behavior. In order to know more details of the biochemical and physiological transformations induced by such neurohormones in the bees' brains, during aggressive behavior, groups of worker bees with seven days of age were treated individually with physiological solution (control group), and with the neuropeptides AmTRP ( 254 - 262) and AmAST A (59–76) injected into the hemocele of the insects, becoming aggressive; In this way, three experimental groups were formed, the control group - non-aggressive, and the groups treated with AmTRP (254 - 262) and AmAST A (59–76), separately, which formed two different aggressive groups. Individuals who in fact exhibited aggressive behavior (stinging an experimental target) were frozen, and their brains were removed by dissection and subjected to proteomic studies. 2765 different proteins were detected, from which 795 were unique in the control group, 438 were unique in the group treated with AmTRP (254 - 262), and 502 proteins were unique in the group treated with AmAST A (59–76); the other proteins were common to different comparisons of two or three experimental groups. Among the complement of proteins unique to each experimental group, the analyzes showed that the two aggressive groups showed a very pronounced expression of proteins related to the biological processes of energy metabolism and cytoskeleton, which present great importance in energy production (mainly by mitochondria), and of the cellular plasticity (by the typical cytoskeletal proteins) of neurons, preparing the insects physiologically, for the transition from non-aggressive behavior, to aggressive behavior.