چرا عمر ملکه مورچه‌ ۵۰۰ درصد بیشتر از مورچه‌ کارگر است؟

فرادید | حاضرید برای افزایشِ ۵۰۰ درصدیِ طول عمرتان چه کار کنید؟ یک گونه از مورچه‌ها وجود دارند که در جنگ‌های خونبار در سراسر کلونی شرکت می‌کنند تا بر تختِ ملکه‌ای که اخیراً جان داده است بنشینند و پیروزِ این میدان نه‌تن‌ها صاحبِ تاج‌وتخت می‌شود بلکه عمرش به طرزِ چشمگیری افزایش می‌یابد.

به گزارش فرادید، با مرگِ ملکه، مورچه‌های جهندۀ هندی با نامِ علمیِ Harpegnathos saltator با هم بر سر جایگاه ملکه وارد نبرد می‌شوند. برنده شدن در این نبرد معنایش فراتر از صرفاً تخم‌گذاری است. برنده شدن هم‌چنین به این معنی است که یک مورچه کارگرِ معمولی می‌تواند عمرش را ۵۰۰ درصد افزایش دهد.

اکنون دانشمندان فهمیده‌اند که کارگرانِ جانشینِ ملکه چگونه روندِ پیری‌شان را کند می‌کنند. برطبقِ مطالعه جدیدی که هفته گذشته در نشریه ساینس منتشر شد، راز این فرایند در پروتئینی به نام Imp-L۲ نهفته است که اثراتِ انسولین را در بدنِ جانشینِ ملکه خنثی می‌کند.

به‌طورکلی، هورمونِ انسولین کمک می‌کند تا قند از سیستمِ گردشِ خون به سلول‌ها، جاییکه می‌تواند به عنوان سوخت مصرف شود، هدایت شود. ملکۀ جانشین ـ که با عنوانِ شبهِ ملکه (مثلِ شبه علم) نیز شناخته می‌شود ـ باید تولیدِ انسولین را در بدنش افزایش دهد تا بتواند حجمِ باورنکردنیِ غذایی که باید مصرف کند را مدیریت کند. نویسنده همکارِ این پژوهش، کلود دِسپلان که استاد بیولوژی و علوم عصبی در دانشگاه نیویورک است، می‌گوید: «اگر قرار باشد که در بدن‌تان تخم پرورش دهید باید مقدار زیادی انسولین در بدن‌تان تولید کنید، چون مجبورید مدام غذا بخورید.»

اگرچه ضروری است، اما این حجم از هجوم انسولین به لحاظِ تئوری باید مشکل‌ساز باشد: انسولین علاوه‌برآنکه به انتقال قند به سلول‌ها کمک می‌کند، چندین واکنشِ زنجیره‌ای مولکولی را ایجاد می‌کند که برخی از آن‌ها به فرایندِ پیری کمک می‌کند. به‌طور خاص، «مسیرِ انتقالِ پیامِ Akt ـ که در بسیاری از عملکرد‌های سلولی از متابولیسم تا بقای سلولی دخیل است ـ توسط انسولین فعال می‌شود و همیشه با فرایندِ پیری و بیماری‌های مرتبط با افزایشِ سن مرتبط بوده است.

بنابراین، اگر یک شبهِ ملکه شروع به تولیدِ انسولین در مقادیر عظیم بکند، به لحاظِ تئوری، باید خیلی سریع‌تر از یک مورچه کارگرِ معمولی که این مقدار از هورمون را تولید نمی‌کند، پیر شود.

دِسپلن می‌گوید: «اما در مورد این نوع مورچه دقیقاً عکسِ این قضیه رخ می‌دهد. طول عمر متوسط یک مورچه کارگر تقریباً ۸ ماه است، این‌درحالیست که یک شبه ملکه می‌تواند در حدود سه سال و سه ماه زندگی کند که طولِ عمرِ عظیمی برای یک مورچه محسوب می‌شود.»

دِسپلن می‌گوید: و جالب اینجاست که اگر شبه ملکه در یک کلونیِ متفاوت که همین‌حالا خودش صاحبِ یک فرمانرواست، جا بگیرد، به حالتِ یک مورچه معمولی برمی‌گردد. این شبه ملکه‌های سابق «برگشت‌یافته» نامیده می‌شوند و طولِ عمری شبیه مورچه‌های کارگر دارند.

بنابراین، این ملکه‌ها و شبه ملکه‌ها هستند که علی‌رغم میزانِ بالای انسولین می‌توانند سال‌ها عمر کنند.

دِسپلن و تیم تحقیقاتی او می‌خواستند پرده از اسرار این تناقض بردارند. آن‌ها نمونه‌هایی از بافتِ مورچه‌های کارگرِ جهنده هندی، برگشت‌یافته‌ها و شبه ملکه‌ها را با تمرکز خاص روی بافت‌هایی که در متابولیسم و تولیدمثل دخیل هستند، جدا کردند.

این نمونه‌ها شامل نمونه‌هایی از مغز، تخم‌دان‌ها، فَت بادی (ساختار‌های سفیدرنگی که محلِ ذخیره چربی و گلیکوژن هستند)، اندامی شبیه به کبد انسان و چربی بود. آن‌ها با استفاده از تکنیکی به نامِ توالی‌یابیِ آراِن‌اِیِ متورم، پروتئین‌هایی که در این نمونه‌ها ساخته می‌شدند را تجزیه و تحلیل کردند.

آراِن‌اِی یک مولکولِ خویشاوندِ دی‌اِن‌اِی است که دستورالعمل‌های ژنتیکی در موردِ چگونگی ساختِ پروتئین‌ها را حمل می‌کند و این نقشه‌ها را از مرکزِ فرماندهی سلول به یکی از سایت‌های سازنده پروتئینِ سلولی منتقل می‌کند.

آن‌ها با دقیق شدن روی دستورالعمل‌های آر‌اِن‌اِی، کشف کردند که شبه ملکه‌ها در مقایسه با مورچه‌های کارگر و برگشت‌یافته‌ها، انسولین بیش‌تری در مغز داشتند و تولید چربی و ویتولوژنین ـ پیش‌سازِ زردۀ تخم ـ در فَت‌بادی‌شان افزایش یافته بود.

برخی از این منابع از فَت‌بادی به سمتِ تخم‌دان‌ها منتقل شده بود تا از تولید تخم حمایت کند و برخی از آن چربی نیز صرفِ تولید یک نوع فرِومون خاص شده بود که فقط ملکه‌ها و شبه ملکه‌ها تولید می‌کنند (ناپدید شدنِ این فرومون در لانه است که مورچه‌های کارگر را بعد از مرگِ ملکه وارد جنگ می‌کند.)

همان‌طور که شبه ملکه‌ها انسولین بیش‌تری تولید می‌کنند، تخم‌دان‌های آن‌ها نیز رشد می‌کند تا بتواند تخم‌ها را حمل کند. انسولین این فرایندِ بلوغِ تخم‌دان را از طریقِ «مسیرِ انتقال پیام MAPK»، که یک زنجیره دیگر از واکنش‌های شیمیایی است که توسط انسولین ایجاد می‌شود، هدایت می‌کند. همزمان، تخم‌دان‌ها Imp-L۲ می‌سازند که کارش مسدود کردنِ مسیرِ انتقال پیام Akt است که اگر مسدود نشود فرایندِ پیری در شبه ملکه‌ها تسریع می‌شود. تیم تحقیقاتی متوجه شد که Imp-L۲‌ی آزاد‌شده از تخم‌دان‌ها واردِ فت‌بادی می‌شود و یک سپرِ ضدپیری نیز برای آن اندامک ایجاد می‌کند.

محققان می‌گویند: دو شاخه اصلیِ «مسیرِ انتقال پیام انسولین ـ MAPK و Akt ـ باروری و طولِ عمر را به طور متفاوتی تنظیم می‌کند؛ به‌این‌ترتیب که افزایشِ پیام‌رسانی در یکی به تولیدمثل در شبه ملکه‌ها و کاهشِ پیام‌رسانی در دیگری به افزایش طول عمر آن‌ها منجر می‌شود.

تیم تحقیقاتی در گامِ بعدی خود می‌خواهد بداند که Imp-L۲ چگونه فقط مسیر‌های مرتبط با سن را مسدود می‌کند و در مسیر‌های مرتبط با تولیدمثل انسدادی ایجاد نمی‌کند. آن‌ها می‌خواهند اثراتِ پروتئینِ مسدود‌کننده انسولین را در حشرات دیگر مانند مگس میوه و درنهایت در پستانداران بررسی کنند.

منبع: Live Science
ترجمه: سایت فرادید