Chloé Leroy
“Chez ces fourmis, la BBB produit une edition spéciale de l’enzyme hormone juvénile estérase (Jhe), qui dégrade l’hormone juvénile (JH3)”, explique Karl Glastad, co-auteur principal avec Linyang Ju, tous deux du laboratoire de recherche senior. auteur Shelley Berger à la Perelman University of Medication de l’Université de Pennsylvanie à Philadelphie.
“En général, les enzymes Jhe sont sécrétées dans l’hémolymphe (sang d’insecte) cependant, la copie produite par la fourmi BBB est conservée dans les cellules de la BBB où elle contrôle la quantité d’hormone JH3 entrant dans le cerveau de la fourmi ouvrière”, explique Ju..
L’hormone JH3 est connue pour favoriser la recherche de nourriture chez les insectes sociaux. Différents forms de fourmis ouvrières au sein d’une même colonie effectuent des « travaux » très différents. Les nouvelles découvertes montrent que cela résulte, en partie, de différents niveaux d’enzyme dégradant JH3 dans leur BHE, conduisant à différents niveaux d’hormone JH3 dans le cerveau.
Selon les chercheurs, cette découverte souligne remark une seule protéine exprimée au bon endroit et au bon minute peut avoir des effets majeurs sur les comportements individuels qui sous-tendent des sociétés complexes. Et il ne s’agit pas seulement de fourmis les chercheurs ont déjà la preuve que des mécanismes similaires peuvent également jouer un rôle dans le comportement de la souris.
Les chercheurs ont fait cette découverte après avoir appliqué le séquençage d’ARN unicellulaire pour comprendre les différences d’activité des gènes entre les cellules du cerveau de deux castes comportementales de fourmis : les butineuses et les soldats. Leur analyse a révélé que le gène codant pour Jhe, l’enzyme dégradant l’hormone JH3, n’a été trouvé que dans les cellules BBB. Il a également montré des différences frappantes entre les cellules BBB des butineurs et des soldats. Ils voulaient en savoir furthermore sur ce que cela signifiait pour le comportement des fourmis.
Leurs études montrent que la manipulation intentionnelle du niveau de l’enzyme dégradante Jhe reprogramme le cerveau et les comportements complexes qui diffèrent entre les castes de fourmis, faisant basculer la caste des soldats vers un comportement de recherche de nourriture. Ils ont ensuite montré chez les mouches des fruits drosophiles que cette enzyme se trouve naturellement à l’extérieur des cellules. Lorsqu’ils ont fait exprimer à la mouche BBB la model fourmi de l’enzyme Jhe, ils ont constaté des changements de comportement similaires à ceux observés chez les fourmis.
A déclaré Glastad.
Pour voir si des mécanismes similaires s’appliquent chez d’autres animaux, les chercheurs ont également analysé les données publiées d’un panel de cellules endothéliales de souris, y compris celles du BBB de souris. Ils ont découvert que les cellules BBB de souris exprimaient également plusieurs enzymes dégradant les hormones à des niveaux plus élevés que tout autre style de cellules endothéliales. Il s’agit notamment d’enzymes qui dégradent l’hormone testostérone.
“Cela suggère que le contrôle de l’entrée de l’hormone dans le cerveau par la BHE est une fonction qui s’étend bien au-delà des fourmis et que le contrôle différentiel d’une hormone entre les disorders comportementales observées chez les fourmis peut exister dans d’autres organismes, y compris les mammifères”, explique Berger. Dans les études futures, les chercheurs souhaitent en savoir additionally sur l’origine et la prévalence de ce mécanisme et savoir s’il s’agit d’une stratégie convergente pour contrôler le comportement en dehors des fourmis.
Ce travail a été soutenu par le NIH et la NSF.
