Una proteína que suprime la insulina puede ser la fuente de la juventud para las hormigas y proporciona pistas sobre el envejecimiento en otras especies, según un estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Nueva York.

Publicado en Ciencia , el estudio muestra que las hormigas reinas exhiben un alto metabolismo para la reproducción sin envejecer al generar una proteína anti-insulina que bloquea solo una parte de la vía de la insulina que es responsable del envejecimiento.

En muchos animales, tener muchas crías está relacionado con una vida más corta. Se cree que este equilibrio entre la fertilidad y la longevidad en los animales es el resultado de cómo se asignan los recursos nutricionales y metabólicos.

La insulina, una hormona que ayuda a convertir los alimentos en energía, juega un papel importante en el metabolismo, pero también en el envejecimiento. La producción de huevos consume mucha energía y requiere alimentos adicionales, lo que eleva los niveles de insulina, pero el aumento de la actividad de la vía de la insulina necesaria para la reproducción conduce a una vida más corta en la mayoría de los animales. Por el contrario, la restricción dietética prolonga la vida al mantener bajos los niveles de insulina; de hecho, otros investigadores están explorando si el ayuno mejora la longevidad.

Las hormigas son una notable excepción al equilibrio entre reproducción y longevidad, ya que sus reinas, que son responsables de la reproducción de toda la colonia, viven mucho más que las hormigas obreras y comparten el mismo genoma. En una especie como la hormiga negra de jardín, una reina puede poner un millón de huevos y vivir 30 años, mientras que sus hermanas obreras estériles solo viven un año. En las hormigas saltadoras Harpegnathos, una especie de hormiga saltadora nativa de la India que fue el foco de este estudio, las reinas suelen vivir cinco años mientras que las obreras viven solo siete meses.

Cuando la reina Harpegnathos muere en una colonia, ocurre un evento peculiar:las hormigas obreras se baten en duelo con sus antenas, compitiendo para convertirse en la próxima reina. Los ganadores del duelo cambian de "casta" en la sociedad de hormigas y se convierten en pseudoreinas, también conocidas como gamergates, mientras aún permanecen en el cuerpo (más pequeño) de un trabajador. Las pseudoreinas adquieren comportamientos de reina, incluida la puesta de huevos, y su esperanza de vida aumenta sustancialmente de siete meses a cuatro años. Pero, si son reemplazadas por otra reina, vuelven a su condición de obreras, dejan de poner huevos y su esperanza de vida se reduce a siete meses.

"Al someterse a un 'cambio de casta' reversible de obreras a pseudoreinas que resulta en un aumento dramático tanto en su vida útil como en su capacidad de reproducción, las hormigas Harpegnathos brindan una oportunidad única para estudiar cómo se pueden desconectar el envejecimiento y la reproducción", dijo el codirector del estudio. autor Claude Desplan, Profesor de Plata de Biología y Ciencias Neurales en NYU.

Usando secuenciación de ARN a granel, los investigadores estudiaron muestras de tejido de obreras y pseudoreinas, centrándose en partes de la hormiga involucradas en el metabolismo y la reproducción, incluido el cerebro, el cuerpo graso (el hígado de los insectos) y los ovarios. Descubrieron que las hormigas que cambiaron de obreras a pseudoreinas producen más insulina en sus cerebros para producir huevos. Este aumento de insulina da como resultado la activación de una de las dos ramas principales de la vía de señalización de insulina, MAPK, que controla el metabolismo y la formación de óvulos.

El aumento de insulina en las pseudoreinas induce el desarrollo de ovarios, que luego comienza a producir una proteína supresora de insulina llamada Imp-L2. Imp-L2 bloquea la señalización en la otra rama principal de la vía de señalización de la insulina, AKT, que controla el envejecimiento y cuya mayor actividad conduce a una vida más corta.

"Las dos ramas principales de la vía de señalización de la insulina parecen regular de manera diferencial la fertilidad y la esperanza de vida, con un aumento de la señalización en una que ayuda a la reproducción en las pseudoreinas y una disminución de la señalización en la otra en consonancia con su mayor longevidad", dijo el coautor principal del estudio, Danny Reinberg, Profesor Terry y Mel Karmazin de Bioquímica y Farmacología Molecular en la Facultad de Medicina Grossman de la NYU e investigador del Instituto Médico Howard Hughes.

"Esta interacción, que evolucionó en las hormigas y quizás en otros insectos, puede contribuir a la longevidad inusual y a la descendencia de muchas hormigas en reproducción", dijo Hua Yan, coautor del estudio y ex investigador postdoctoral en la Escuela de Medicina Grossman de la NYU. quien ahora es profesor asistente de biología en la Universidad de Florida.

"Nuestro trabajo también ilustra la importancia de usar los sistemas de modelo apropiados para hacer preguntas sobre cuestiones biológicas esenciales. Por ejemplo, la mayoría de las manipulaciones de la longevidad en animales como ratones o moscas generalmente prolongan su vida útil entre un 10 y un 20 por ciento. Las hormigas exhiben un notable 500 por ciento. aumento en la longevidad, lo que hace que estudiarlos sea mucho más poderoso", agregó Desplan.

Otros autores del estudio incluyen a Comzit Opachaloemphan, Francisco Carmona-Aldana, Giacomo Mancini, Jakub Mlejnek, Nicolas Descostes, Bogdan Sieriebriennikov, Alexandra Leibholz, Long Ding y Maria Traficante de NYU, y Xiaofan Zhou de la Universidad Agrícola del Sur de China. + Explora más

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