Дослідники виявили в «гематоенцефалічному бар’єрі» мурах фермент, який контролює, чи стане комаха солдатом або збирачем.
Вчені з’ясували, що складна кастова система мурах може частково контролюватися версією гематоенцефалічного бар’єру (ГЕБ), створеної комахами, — воротарем, який пропускає в мозок тільки певні речовини.
В ході дослідження вчені з’ясували, які гени і білки експресуються по-різному у двох класів мурах (Camponotus floridanus). Вони виявили, що фермент, який розщеплює ювенільний гормон, відомий як естераза ювенільного гормону, присутній тільки в клітинах, складових ГЕБ мурах.
Їх аналіз показав, що мурахи-солдати відрізнялися більш високим рівнем ювенільної гормональної естерази, ніж збирачі, і, отже, менша кількість гормону потрапляло в мозок солдатів.
Коли дослідники ввели ювенільний гормон безпосередньо в мозок мурах-солдат, минаючи ГЕБ, мурахи відмовилися від своєї ролі «найманця» і почали шукати їжу. Комахи продемонстрували аналогічний зсув в соціальній поведінці, коли дослідники скоротили запаси ювенільної гормональної естерази, маніпулюючи геном, який її виробляє. Без ферменту, здатного його розщепити, ювенільний гормон досяг мозку мурах і перепрограмував їх поведінку.
Мурашник — це ретельно організоване співтовариство комах з чітким поділом праці, що забезпечує безперебійну роботу. Поки королева відкладає яйця, робочі мурахи або добувають їжу, або захищають гніздо в якості солдатів, а гормони мурах, в тому числі так званий ювенільний, визначають, яку роль відіграє кожен мураха.
Однак дослідники мало знали про основні молекулярні механізми контролю, які регулюють ці гормони для формування соціальної поведінки.
Результати дослідження опубліковані в журналі Cell.