Különleges étel Hogyan méhpempőből válik a méh királynővé - DER SPIEGEL
Méhkirálynő és munkások: ugyanazok a gének, eltérő jellemzők
Fotó: Peter Steffen/dpa
Úgy tűnik, a méhkirálynőnek és dolgozóinak nincs sok közös vonása. Míg a dolgozók aktívak és meglehetősen intelligensek, és ügyesen navigálnak a környezetükben, hogy táplálékot találjanak a kolóniának, egyetlen kiváltságot csak a királynő tart fenn: a szaporodást. Egy nap alatt akár 2000 tojást is képes termelni. Másrészt egész életét a méhkasban tölti, anélkül, hogy valaha virágot keresne. Ezenkívül nagyobb és tartósabb, mint szorgalmas témái.
Mindkét méhkas genetikai felépítése azonban megegyezik - meglepő, hogy a királynő és a dolgozó ennyire eltérő lehet alakjában és viselkedésében. Egy német és ausztrál kutatócsoport most közelebbről megvizsgálta a méhek genomját, és az egyes géneket be- vagy kikapcsoló kémiai változásokat kereste a genetikai anyagban. Ezt a kutatási területet epigenetikának hívják.
A biológusok régóta egyetértettek abban, hogy a méhek egyenetlen fejlődésének egyik kulcsa az a táplálék, amelyet lárvaként kapnak. Csak a jövőbeni királynők táplálják a méhpempő nevű finom gyümölcslevet a teljes lárvaszakaszon át felnőttkorig. A dolgozók viszont csak az elején kapják meg ezt az erőteljes táplálékot, később azonban csak a pollen és a nektár egyszerű keverékét. Eddig egyértelmű volt, hogy a méhpempőnek eltérő epigenetikus hatása van. Mely folyamatok váltják ki pontosan a táplálkozást a méhek testében, egyelőre nem tisztázott.
Amint a kutatók a "PLoS Biology" szakmagazinban beszámolnak róla, a méhek DNS-ét valójában kémiailag eltérően változtatják meg az ételtől függően. Ebben az úgynevezett metilezésben molekulák adódnak a szekvencia bizonyos pontjain - maga a genetikai kód sem változik. "Ez a jelölés a gének egyfajta finomhangolása" - magyarázza Ryszard Maleszka, a kanberai Ausztrál Nemzeti Egyetem munkatársa. Attól függően, hogy a metil-molekula melyik génterülethez kapcsolódik, bizonyos jellemzők eltérőek.
Különböző minták a genetikai térképeken
A kémiai változások részletesebb elemzése érdekében Maleszka és német kollégái a Német Rákkutató Központtól szekvenálták a méhek úgynevezett metilómáját: Létrehozták a genetikai felépítés térképét, amely megmutatja, hogy pontosan hol találhatók a metilcsoportok. Ezután összehasonlították a királynők és a dolgozók metilációs térképeit, és összesen több mint 550 gént találtak, amelyek különböző metilációs mintákat mutattak. E gének többsége fontos sejtfunkciókban játszik szerepet, vagy befolyásolja a rovarok viselkedését.
"Vizsgálatunkkal megmutathatjuk, hogy a környezet táplálkozás útján hogyan kapcsolódik közvetlenül a DNS-hez. A környezeti hatások átmenetileg módosíthatják a genetikai hardvert" - mondja Maleszka. "Ezek az eredmények messzemenőek, mert az enzimek, amelyek módosítják a méhek genetikai anyagát, megegyeznek azokkal, amelyek a DNS-t jelzik az emberi agyban."
Frank Lyko társszerzőt ez az utolsó szempont különösen érdekli, a DKFZ Heidelberg epigenetikai osztályát vezeti. "Elvileg az is elképzelhető, hogy a környezeti hatások és az étrend befolyásolják az emberek megjelenését, és hogy ezeket a hatásokat a DNS-metiláció különbségei közvetítik."
Lyko ugyanakkor figyelmeztet a hamis várakozásokkal szemben, "ebben a kontextusban a méh minden bizonnyal a legszélsőségesebb példa, a következtetéseket semmiképpen sem lehet 1: 1 arányban átvinni az emberekre".
De a rákos sejtek is példák a megjelenés epigenetikus felosztására. Egy szervezet minden sejtjének ugyanaz a genomja, de normális szövet vagy daganat fejlődhet ki belőlük. Talán az emberek metilómájának létrehozása hamarosan relevánssá válhat a rák diagnózisában. Eddig az erőfeszítés még mindig túl nagy, mivel az emberi genom tízszer nagyobb, mint a méheké.