De matriarchen verlengen hun leven door een deel van een moleculaire route te blokkeren die verband houdt met veroudering
Koningin Harpegnathos saltator mieren, zoals deze, overleven hun werkonderwerpen door een moleculaire route te blokkeren die betrokken is bij veroudering, suggereert een nieuwe studie.
Voor sommige mierenkoninginnen is het geheim van een lang leven misschien een zelfgeproduceerde insulineblokker.
Mierenkoninginnen hebben de beroemde lange levensduur, ook al zouden ze dat niet moeten zijn. Over het algemeen offeren dieren die veel energie steken in de voortplanting enige tijd van hun leven. Maar mierenkoninginnen produceren miljoenen eieren en leven buitengewoon lang in vergelijking met werkmieren die zich niet voortplanten.
Nu hebben onderzoekers aangetoond hoe één mierensoort deze anti-verouderingsprestatie voor elkaar krijgt. Wanneer koninginnen en wannabe koninginnen van de soort Harpegnathos saltator maak je klaar om te reproduceren, een deel van wat de insulinesignaleringsroute wordt genoemd wordt geblokkeerdveroudering vertragen, rapporteren de onderzoekers in de 2 september Wetenschap. Die moleculaire route is al lang betrokken bij veroudering bij zoogdieren, inclusief mensen.
“Er was behoefte om te begrijpen waarom koninginnen, of reproductieve dieren, in sociale insecten zo verbazingwekkend lang kunnen leven”, zegt Marc Tatar, een bioloog aan de Brown University in Providence, RI, die niet betrokken was bij het onderzoek. Sommige mierensoorten hebben koninginnen die 30 keer zo lang overleven als hun werksters. Andere sociale insecten zoals bijen en termieten hebben ook langlevende koninginnen.
In een zeldzaam gedrag voor mieren, wanneer een koningin H. saltator sterft, beginnen sommige vrouwelijke werknemers in duels te strijden om de kans om haar te vervangen (SN: 17-1-14). Deze hoopvolle royals ontwikkelen eierstokken, beginnen eieren te leggen en gaan over in koninginachtige vormen die gamergates worden genoemd. Wanneer een werknemer overstapt naar een gamergate, wordt haar levensduur vijf keer zo lang als het was. Maar als ze uiteindelijk geen koningin wordt en weer werkster wordt, wordt haar levensduur weer korter.
De onderzoekers gebruikten dit gedrag om de moleculaire onderbouwing van anti-veroudering bij deze mieren te onderzoeken. H. saltator gamergates, zo blijkt, verlengen hun levensduur door gebruik te maken van een splitsing in de insulinesignaleringsroute, de keten van chemische reacties die de effecten van insuline op het lichaam aansturen. Een tak van deze route is betrokken bij reproductie, terwijl de andere betrokken is bij veroudering.
“Insuline komt met ons leven – [after] we eten, we hebben veel insuline”, zegt Hua Yan, een bioloog aan de Universiteit van Florida in Gainesville. “Maar een constant hoog insulinegehalte is slecht voor de levensduur.”
Yan en collega’s onderzochten patronen van genactiviteit en ontdekten dat gamergates meer actieve insulinegenen hebben dan gewone werkmieren en als gevolg daarvan een verhoogde metabole activiteit en eierstokontwikkeling hebben. Maar de geheime saus die de mieren beschermt tegen de verouderingseffecten van insuline, lijkt een molecuul te zijn genaamd Imp-L2, dat de tak van de insulineroute blokkeert die verband houdt met veroudering, toonden experimenten aan. De tak die betrokken is bij de voortplanting blijft echter actief.
“Wat we niet begrijpen, is hoe Imp-L2 kan werken op het ene aspect van het pad en niet op het andere”, zegt co-auteur Claude Desplan, een ontwikkelingsbioloog aan de New York University.
Deze resultaten vertegenwoordigen een sprong voorwaarts in ons begrip van de extreme levensduur van sociale insecten, zeggen de onderzoekers, terwijl ze ook een anti-aging evolutionaire aanpassing demonstreren die nog niet eerder in het wild is gezien.
