Uma proteína denominada Orco, essencial para o funcionamento das células olfativas, é também fundamental para a sobrevivência destas células nas formigas.
Nos humanos, o cheiro desempenha um papel considerável nas interações sociais dos humanos. No entanto, para as formigas é esse papel é de importância vital.
Um novo estudo, publicado a semana passada na Science Advances, mostra que a mutação do gene Orco nas formigas saltadoras Harpegnathos saltator diminui drasticamente o número de neurónios olfativos, sugerindo que o gene é necessário para o desenvolvimento destas células.
As descobertas oferecem informações sobre a base celular e molecular da forma como os animais socializam.
“Compreender como o sistema nervoso se desenvolve é um dos desafios maiores da neurociência moderna” realça o primeiro autor do estudo, Bogdan Sieriebriennikov.
Segundo a Futurity, as formigas têm cerca de 400 recetores de cheiro — um número bastante mais próximo dos humanos do que o de outros insetos, graças à sua utilização de feromonas para comunicar.
“As formigas, tal como os humanos, são altamente sociais e apresentam um comportamento social cooperativo, pelo que constituem um sistema ideal para estudar o comportamento social mediado pelos sentidos”, explica o professor de biologia e líder do estudo, Hua Yan.
No decorrer do estudo, os investigadores usaram então CRISPR então as primeiras formigas geneticamente modificadas. Estas formigas “mutantes”, sem a proteína Orco, sofreram alterações nos seus órgãos olfativos e tiveram dificuldade em interagir.
Os cientistas utilizaram perfis de expressão genética de um único núcleo das antenas das formigas e microscopia de fluorescência para analisar o desenvolvimento de células olfativas, e verificaram que os insetos mutantes que não possuem Orco perdem a maior parte dos seus neurónios olfativos antes de idade adulta.
“As células parecem ter sido criadas normalmente e começam a desenvolver-se, a crescer, a mudar de forma e a ativar determinados genes de que necessitarão mais tarde, como os recetores de odor”, observa Bogdan.
“Quando as células em desenvolvimento ativam os recetores olfativos, começam a morrer em grandes quantidades”, acrescenta.
Esta morte neuronal pode dever-se ao stress.
Os recetores de odor nas formigas mutantes não conseguem formar um complexo com o Orco para viajar até à membrana celular pois os recetores entopem os organelos, levando ao stress e à morte.
A equipa de investigadores também descobriu que alguns recetores olfativos estão presentes em células não olfativas, como os neurónios mecanossensoriais que detetam o movimento e a glia, que envolve o funcionamento de neurónios.
Isto pode dever-se a uma regulação inadequada dos genes, que faz com que os recetores odoríferos sejam acidentalmente ativados por regiões genómicas próximas que normalmente regulam outros genes noutras células.
Em alternativa, os recetores podem ter uma nova função nestas células, como os recetores de odores encontrados na glia dos vermes C. elegans.
“As nossas descobertas melhoram a compreensão dos sistemas sensoriais dos insetos sociais, incluindo o desenvolvimento olfativo que estabelece um quadro para a comunicação social”, conclui Yan.
