Protéine anti-insuline liée à la longévité et à la reproduction chez les fourmis

Protéine anti-insuline liée à la longévité et à la reproduction chez les fourmis

Fourmi ouvrière Harpegnathos Saltator. Crédit : Hua Yan/NYU

Une protéine supprimant l’insuline pourrait être la fontaine de jouvence des fourmis et un indice du vieillissement d’autres espèces, selon une étude menée par des chercheurs de l’Université de New York.

Publié dans La sciencel’étude montre que les fourmis reines ont un métabolisme élevé pour se reproduire sans vieillir en produisant une protéine anti-insuline qui ne bloque qu’une partie de la voie de l’insuline responsable du vieillissement.

Chez de nombreux animaux, avoir de nombreux descendants est associé à une durée de vie plus courte. On pense que ce compromis entre fertilité et longévité chez les animaux résulte de la façon dont les ressources nutritionnelles et métaboliques sont allouées.

L’insuline — une hormone qui aide à convertir les aliments en énergie — joue un rôle important dans le métabolisme, mais aussi dans le vieillissement. La production d’œufs consomme beaucoup d’énergie et nécessite de la nourriture supplémentaire, ce qui augmente les niveaux d’insuline, mais une activité accrue de la voie de l’insuline nécessaire à la reproduction entraîne une durée de vie plus courte chez la plupart des animaux. En revanche, la restriction alimentaire prolonge la vie grâce à l’élevage taux d’insuline Bas; en fait, d’autres chercheurs étudient si le jeûne améliore la longévité.

Chez les fourmis harpegnathos salta, les ouvrières se battent avec leurs antennes pour établir un nouveau leadership après la mort de leur reine. Les gagnantes (ou pseudo-reines) acquièrent des comportements de reine, y compris la ponte, et leur durée de vie passe de sept mois à quatre ans. Crédit : Giacomo Mancini/NYU

Les fourmis sont une exception notable au compromis entre reproduction et longévité, car leurs reines – qui sont responsables de la reproduction de toute la colonie – vivent beaucoup plus longtemps que fourmis ouvrières tout en partageant le même génome. Chez une espèce comme la fourmi noire des jardins, une reine peut pondre un million d’œufs et vivre 30 ans tout en étant stérile. ouvrier Les sœurs ne vivent qu’un an. Chez les fourmis Harpegnathos Salt Gate, une espèce de fourmi sauteuse originaire d’Inde qui a fait l’objet de cette étude, les reines vivent généralement cinq ans, tandis que les ouvrières ne vivent que sept mois.

Lorsque la reine Harpegnathos meurt dans une colonie, un événement étrange se produit : les abeilles ouvrières affrontent leurs antennes et rivalisent pour devenir la prochaine reine. Les vainqueurs du duel changent de “caste” dans la société des fourmis et deviennent des pseudo-reines, également appelées gamergates, mais restent toujours dans le corps (plus petit) d’une abeille ouvrière. Les pseudo-reines acquièrent des comportements de reine, y compris la ponte des œufs et les siens Espérance de vie augmenté significativement de sept mois à quatre ans. Cependant, si elles sont remplacées par une autre reine, elles retrouvent leur statut d’ouvrières, cessent de pondre et leur durée de vie est réduite à sept mois.

Protéine anti-insuline liée à la longévité et à la reproduction chez les fourmis

L’hybridation in situ du tissu cérébral des fourmis révèle une augmentation de l’ARNm de l’insuline dans le cerveau des pseudo-reines (à droite) par rapport aux ouvrières (à gauche). Crédit : Giacomo Mancini/NYU

“Grâce au” changement de caste “réversible des ouvrières aux pseudo-reines, entraînant une augmentation spectaculaire de leur durée de vie et de leur capacité de reproduction, les fourmis harpegnathos offrent une opportunité unique d’étudier comment le vieillissement et la reproduction peuvent être séparés”, a déclaré le co-auteur principal de l’étude. Claude Desplan, professeur d’argent de biologie et de neurosciences à NYU.

À l’aide du séquençage d’ARN en vrac, les chercheurs ont examiné des échantillons de tissus d’ouvrières et de pseudo-reines, en se concentrant sur les parties de la fourmi impliquées dans le métabolisme et la reproduction, notamment le cerveau, le tissu adipeux (le foie des insectes) et les ovaires. Ils ont découvert que les fourmis qui sont passées de l’abeille ouvrière à la pseudo-reine produisent plus d’insuline dans leur cerveau pour produire des œufs. Cette augmentation de l’insuline conduit à l’activation de l’une des deux branches principales de la voie de signalisation de l’insuline, MAPK, qui contrôle le métabolisme et la formation des ovules.

L’augmentation de l’insuline chez les pseudo-reines induit le développement ovarien, qui commence alors la production d’une protéine supprimant l’insuline appelée Imp-L2. Imp-L2 bloque la signalisation dans l’autre branche principale de la voie de signalisation de l’insuline, AKT, qui contrôle le vieillissement et dont l’activité accrue conduit à une durée de vie plus courte.

Protéine anti-insuline liée à la longévité et à la reproduction chez les fourmis

Les fourmis reines harpegnathos saltator (représentées ici avec des ailes) vivent généralement cinq ans, tandis que les abeilles ouvrières ne vivent que sept mois. Crédit : Hua Yan/NYU

“Les deux principales branches de la insuline Les voies de signalisation semblent réguler différemment la fertilité et la durée de vie, avec une signalisation accrue dans l’une favorisant la reproduction chez les pseudo-reines et une signalisation réduite dans l’autre, conformément à leur longévité accrue », a déclaré le co-auteur de l’étude, Danny Reinberg, professeur de biochimie avec Terry et Mel Karmazin et Pharmacologie moléculaire à la NYU Grossman School of Medicine et chercheur au Howard Hughes Medical Institute.

“Cette interaction, qui a évolué chez les fourmis et peut-être aussi chez d’autres insectes, peut contribuer à la longévité et à la reproduction inhabituelles de nombreux descendants.” fourmisa déclaré Hua Yan, co-premier auteur de l’étude et ancien boursier postdoctoral à la NYU Grossman School of Medicine, qui est maintenant professeur adjoint de biologie à l’Université de Floride.

« Notre travail démontre également l’importance d’utiliser les systèmes modèles appropriés pour poser des questions sur des questions biologiques de fond. Par exemple, la plupart des manipulations de longévité chez les animaux comme les souris ou les mouches augmentent généralement leur durée de vie de 10 à 20 %. Les fourmis montrent une durée de vie remarquable de 500% plus longue, ce qui rend l’étude beaucoup plus efficace”, a ajouté Desplan.

Les autres auteurs de l’étude sont Alexandra Leibholz, Long Ding et Maria Traficante de NYU et Xiaofan Zhou de l’Université agricole de Chine du Sud.


Alors que les fourmis se battent pour devenir reines, des signaux comportementaux et moléculaires déterminent rapidement qui va gagner


Plus d’information:
Hua Yan et al, Signalisation de l’insuline dans la caste reproductrice des fourmis à longue durée de vie, La science (2022). DOI : 10.1126/science.abm8767. www.science.org/doi/10.1126/science.abm8767

Citation: Protéine anti-insuline associée à la longévité et à la reproduction chez les fourmis (2022, 1er septembre), récupéré le 2 septembre 2022 sur

Ce document est protégé par le droit d’auteur. Sauf pour le commerce équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est uniquement à des fins d’information.

Leave a Reply

Your email address will not be published.