Scoperta nelle formiche la proteina anti-insulina legata alla longevità e alla riproduzione

I ricercatori per capire come le formiche regine vivano molto più a lungo delle operaie, hanno esaminato il ruolo dell’insulina e di una proteina che la sopprime. Lo studio condotto dai ricercatori della New York University riporta che per le formiche una proteina che sopprime l’insulina può essere la fonte della giovinezza e fornire indizi sull’invecchiamento in altre specie.
Lo studio pubblicato nella rivista Science, dimostra che le formiche regine presentano un elevato metabolismo per la procreazione senza subire l’invecchiamento, grazie alla produzione di una proteina anti-insulina che blocca solo una parte del percorso dell’insulina, responsabile dell’invecchiamento.
È stato evidenziato che in molti animali, avere molti figli è legato a una durata di vita più breve. Si ritiene che questo compromesso tra fertilità e longevità negli animali derivi dal modo in cui vengono allocate le risorse nutrizionali e metaboliche.
L’insulina – un ormone che aiuta a convertire il cibo in energia – svolge un ruolo importante nel metabolismo, ma anche nell’invecchiamento. La produzione di uova è ad alta intensità energetica e richiede cibo extra, ciò aumenta i livelli di insulina, ma l’aumento dell’attività dell’insulina necessaria per la riproduzione porta a una durata di vita più breve nella maggior parte degli animali.
Le formiche rappresentano una notevole eccezione al compromesso tra riproduzione e longevità: le loro regine, responsabili della riproduzione dell’intera colonia, vivono molto più a lungo delle formiche operaie, pur condividendo lo stesso genoma.
La regina della specie Lasius niger, comunemente chiamata Formica nera dei giardini, può deporre un milione di uova e vivere 30 anni, mentre le sue sorelle operaie sterili vivono solo un anno; nelle formiche Harpegnathos saltator, una specie di formiche saltatrici originaria dell’India che è stata oggetto di questo studio, le regine vivono in genere cinque anni, mentre le operaie solo sette mesi.
La regina Harpegnathos quando muore in una colonia, si verifica un evento particolare: le formiche operaie si sfidano a duello con le loro antenne per diventare la prossima regina (vedi video). Le vincitrici del duello cambiano “casta” nella società delle formiche, pur rimanendo nel corpo (più piccolo) di un’operaia, diventano pseudo-regine, note anche come gamergate.
Le pseudo-regine acquisiscono comportamenti simili a quelli della regina, tra cui la deposizione di uova, e la loro aspettativa di vita aumenta sostanzialmente da sette mesi a quattro anni. Tuttavia, se vengono sostituite da un’altra regina, tornano operaie, smettono di deporre uova e la loro durata di vita si riduce nuovamente a sette mesi.
Claude Desplan Professore di Biologia e Scienze Neurali della New York University, coautore dello studio, ha dichiarato:
«Le formiche Harpegnathos subendo un reversibile “passaggio di casta” da operaie a pseudo-regina che si traduce in un considerevole aumento della durata della vita e della capacità di riprodursi, offrono un’opportunità unica per studiare come l’invecchiamento e la riproduzione possano essere scollegati».
I ricercatori utilizzando il sequenziamento del RNA, hanno studiato campioni di tessuto sia di operaie sia di pseudo-regine, concentrandosi sulle parti della formica coinvolte nel metabolismo e nella riproduzione, tra cui il cervello, il corpo grasso (il fegato degli insetti) e le ovaie. Hanno scoperto che le formiche che sono passate da operaie a pseudo-regine producono più insulina nel cervello per produrre uova, questo aumento di insulina provoca l’attivazione di uno dei due rami principali della segnalazione dell’insulina. La via chinasi MAP (MAPK) è una delle più importanti vie di segnalazione al livello cellulare. Il suo ruolo copre un ampio spettro di funzioni, come il controllo del metabolismo e la formazione delle uova.
L’aumento dell’insulina nelle pseudo-regine induce lo sviluppo delle ovaie, che iniziano a produrre una proteina che sopprime l’insulina, chiamata Imp-L2, questa blocca la segnalazione della proteina AKT molecola attivata dal recettore dell’insulina nell’altro ramo principale della via di segnalazione dell’insulina che controlla l’invecchiamento e la cui maggiore attività porta a una minore durata della vita.
Danny Reinberg, professore di biochimica e farmacologia molecolare presso la New York University School of Medicine, ricercatore dell’Howard Hughes Medical Institute, ha partecipato allo studio, ha detto:
«I due rami principali della via di segnalazione dell’insulina sembrano regolare in modo differenziato la fertilità e la durata della vita, con un aumento della segnalazione in uno dei due rami che favorisce la riproduzione delle pseudo-regine e una diminuzione della segnalazione nell’altro che è coerente con la loro prolungata longevità».
Hua Yan, ex ricercatore presso la NYU Grossman School of Medicine, ora è assistente professore di biologia all’Università della Florida, co-primo autore dello studio, ha affermato:
«Questa interazione, che si è evoluta nelle formiche e forse in altri insetti, può contribuire all’insolita longevità e alla numerosa prole delle formiche che si riproducono».
Claude Desplan in conclusione ha aggiunto:
«Il nostro lavoro illustra anche l’importanza di utilizzare sistemi modello appropriati per porre domande su questioni biologiche essenziali, per esempio, la maggior parte delle manipolazioni della longevità in animali come i topi o le mosche di solito ne prolungano la durata di vita del 10-20%. Le formiche mostrano un notevole aumento del 500% della longevità, il che rende il loro studio molto più potente».

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Pino Silvestri, blogger per diletto, fondatore, autore di Virtualblognews, presente su Facebook e Twitter.
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