Biologia e Genética de Desenvolvimento de Abelhas

Lider (es): Klaus Hartmann Hartfelder
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Linha de pesquisa

Biologia do Desenvolvimento

Linhas gerais

Estudamos processos moleculares e celulares envolvidos na diferenciação de rainhas e operárias em abelhas sociais para entender questões de plasticidade em desenvolvimento.

Linhas de pesquisa

Abelhas melíferas tem chamado a atenção de diversos grupos de pesquisas não apenas pela sua importância econômica e ecológica (polinização), mas também por possuir um alto potencial para estudos genéticos. Devido a sua organização social, ampla plasticidade comportamental, grande quantidade de indivíduos por colônias e diversidade de técnicas moleculares estabelecidas, é possível estudar a regulação da expressão genica de genes envolvidos em cascatas metabólicas importantes para manutenção da homeostase fisiológica e desenvolvimento pós-embrionário, e ainda analisar outros mecanismos moleculares ausentes em organismos modelos, como a metilação do DNA, o que fornecem evidencias que auxiliam a compreender os processos moleculares por trás da organização social desses insetos. Nosso objetivo é pesquisar processos envolvidos no controle do desenvolvimento diferencial de castas de abelhas melíferas. Atualmente, o foco principal das nossas pesquisas está na regulação da expressão gênica a partir da alimentação diferencial que ocorre entre as larvas de rainhas e operárias. O sequenciamento completo do genoma de Apis mellifera permitiu a realização de estudos genômicos funcionais sobre organização social, plasticidade fenotípica e longevidade. Por meio de análises de expressão gênica com ênfase no metabolismo oxidativo, epigenética e desenvolvimento ovariano, procuramos elucidar processos chaves do desenvolvimento larval e da metamorfose, descrevendo redes gênicas que controlam o desenvolvimento de tecidos alvos. A plasticidade fenotípica e a divisão de trabalho entre as operárias adultas estão diretamente atrelados à síntese de vitelogenina, titulos de hormônio juvenil e o módulo de sinalização insulina/TOR. Utilizando abordagens tais como RNAi, transcriptoma, PCR em tempo real, Western blot e microscopia, procuramos entender a interação entre estes componentes controladores do ciclo de vida das abelhas.

Principais Artigos

1. Amdam, G.V., Nilsen, K.-A., Norberg, K., Fondrk, M.K., Hartfelder, K. (2007) Variation in endocrine signaling underlies variation in social life history. American Naturalist 170, 37-46
2. Cristino, A.S., Nunes, F.M.F., Lobo, C.H., Bitondi, M.M.G., Simões, Z.L.P., Costa, L.F., Lattorrff, H.M.G., Moritz, R.F.A., Evans, J.D., Hartfelder, K. (2006) Caste development and reproduction – a genome-wide analysis of hallmarks of insect eusociality. Insect Molecular Biology 15, 703-714
3. Judice, C.C., Carazzole, M.P., Festa, F., Sogayar, M.C., Hartfelder, K., Pereira, G.A.G. (2006) Gene expression profiles underlying alternative caste phenotypes in a highly eusocial bee, Melipona quadrifasciata. Insect Molecular Biology 15, 33-44
4. Hartfelder, K. Emlen D.G. (2005) Endocrine Control of Insect Polyphenism. em: L.I. Gilbert, K. Iatrou, S. Gill (eds.) Comprehensive Molecular Insect Science, Vol. 3 (Endocrinology), Elsevier, Oxford, pp. 651-703
5. Schmidt Capella, I.C., Hartfelder K. (2002) Juvenile hormone-dependent interaction of actin and spectrin is crucial for polymorphic differentiation of the larval honey bee ovary. Cell Tissue Research 307, 265-272.