蜂の巣では、個人のミツバチは、高度に組織化された社会で役割を専門としています。ミツバチは、年齢や植民地のニーズに応じて、食物の採餌、若者の世話、巣の防衛など、さまざまな仕事を引き受けることができます。この行動の多様性は、ハイブの効率的な機能を維持する上で重要です。
DNA配列を変えずに遺伝子発現に影響を与えるDNAに対する化学的変化であるエピジェネティックスの修飾は、行動を調節するための潜在的なメカニズムとして浮上しています。しかし、社会的行動におけるエピジェネティックなマークの特定の役割は、あまり理解されていないままです。
このギャップに対処するために、マーガレットクービヨン博士とグロvアムダム博士が率いる研究者は、明確なタスク採餌者と看護師を実行するミツバチの脳組織を調べ、エピジェネティックな景観を分析しました。
チームは、DNA分子の化学的修飾を伴うDNAメチル化として知られている特定のタイプのエピジェネティックマークに焦点を当てました。 DNAメチル化は、遺伝子をオンまたはオフにする可能性があり、遺伝子発現と細胞機能に影響を与えます。
驚くべきことに、研究者は、特定の遺伝子プロモーターでのDNAメチル化のレベルが採餌者と看護師で有意に異なることを発見しました。これらの異なるメチル化パターンは、遺伝子発現がタスク固有の方法で調節されていることを示しました。
さらなる調査により、これらのエピジェネティックな変化は永続的ではなく、可逆的であることが明らかになりました。看護師が採餌者になるように実験的に誘導されたとき、そのメチル化パターンは採餌者のメチルパターンに合わせてシフトしました。逆に、看護師の役割を採用するために採餌者が作られたとき、彼らのメチル化プロファイルは看護師のものに似ているように変換されました。
調査結果は、個人がハチのコロニーのあるタスクから別のタスクに移行するにつれて、可逆的なDNAメチル化が行動遷移の調節に関与していることを強く示唆しました。
研究者は、これらのエピジェネティックな修飾の根底にあるメカニズムをより深く掘り下げ、認知に関連する脳領域がDNAメチル化の原因となる酵素の特に高レベルを示したことを発見しました。
この発見は、行動のエピジェネティックな調節を制御する上で脳の重要な役割を強調しました。
全体として、この研究は、社会的ミツバチのエピジェネティックマークと行動パターンとの間の分子リンクを明らかにしただけでなく、環境の手がかりと社会的相互作用がエピジェネティックな変化を引き起こす可能性のある潜在的な経路を示唆しました。
この研究は、ミツバチ、および潜在的に他の社会昆虫の社会的行動を支配する分子メカニズムの理解を拡大します。エピジェネティックは、動物界全体で観察された複雑な行動パターンを研究する進化生物学者、心理学者、神経科学者の調査のための新しい道を提供するかもしれません。
