Eyni genetik təlimatlara malik olmasına baxmayaraq, dişi bal arısı sürfələri ya uzun ömürlü reproduktiv ana arılara, ya da öz yumurtalarını qoymaq əvəzinə bacılarını böyütməyə kömək edən qısa ömürlü steril işçilərə çevrilə bilər. İndi Penn State tədqiqatçılarının rəhbərlik etdiyi fənlərarası qrup ata və anadan miras qalan genlər arasındakı konfliktin sürfənin taleyini necə təyin etdiyinə nəzarət edən molekulyar mexanizmləri üzə çıxarıb.

Onlar öz tapıntılarını bu həftə (18 iyun) Genome Biology jurnalında dərc etdilər .

“Təsəvvür edin, əgər ananızın genləri və atanızın genləri sizin necə inkişaf etməyinizlə bağlı daim fikir ayrılığına düşmüşdülər – əslində genomik izlənmə budur və biz bunun həyat ağacında baş verdiyini görürük: bal arılarından insanlara” dedi tədqiqatın aparıcı müəllifi Sean Bresnahan. və Penn Ştatdakı Həyat Elmləri Huck İnstitutlarında İnteqrativ Bioelmlər. Bresnahan 2024-cü ildə məzun olub və indi Texas Universitetinin MD Anderson Xərçəng Mərkəzində məlumat alimidir.

“Biz tapdıq ki, bu genetik “arqument” bal arısı sürfəsinin ya ana arıya, ya da işçiyə çevrildiyi kritik inkişaf pəncərəsi zamanı aşkar edilə bilər.”

Yumurta qoyulduqdan 192 saat sonra həmin kritik pəncərə bağlanır və arının taleyi geri dönməz olur. Patrigenləri – atadan miras qalmış genləri və matrigenləri – anadan miras qalan genləri ayırd etmək üçün, tədqiqatın həmmüəllifi, Penn Ştatdakı Pollinator Araşdırmaları Mərkəzində tədqiqat texnoloqu Kate Anton seçilmiş ana arılar və erkək arılar arasında xüsusi genetik xaç yaratmaq üçün instrumental mayalanmadan istifadə etdi.

Tədqiqatçılar Penn State Genom Tədqiqat İnkubatoru ilə birlikdə zülal yaratmaq və hüceyrə fəaliyyətini dəstəkləmək üçün irsi genetik məlumatı ehtiva edən və istifadə edən sürfələrin RNT-sini təhlil edərək, iki qrup arasında fərqli şəkildə ifadə olunan genləri müəyyən ediblər. Tədqiqatçılar həmçinin valideynlərin genomlarını ardıcıllıqla sıraladılar və sürfələrdə ana mənşəli gen ifadəsini izləmək üçün genetik markerlərdən istifadə etdilər, yəni genin anadan və ya atadan olmasından asılı olaraq gen ifadəsinin necə fərqləndiyini görə bildilər.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1750656908&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-06-genetic-war-fate-honey-bee.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM3LjAuNzE1MS4xMDQiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTA0Il0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTA0Il0sWyJOb3QvQSlCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1750656906725&bpp=1&bdt=155&idt=52&shv=r20250617&mjsv=m202506170101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1750656612%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1750656612%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1750656612%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0%2C336x280&nras=1&correlator=5616627854790&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2238&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95353387%2C95362655%2C95364339%2C95344789%2C95359265%2C95364333%2C95364391&oid=2&psts=AOrYGsl-o1SOpixq0lEmU1L6wl8cSjKQoGtapAOj05zrem92Q1fsJwmqZogxpZ6LPHhJIRxiMBd7Oa7IoI3Ku03POM-qMcgk&pvsid=5201958961926235&tmod=1538617783&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage2.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=2083

“Biz patrigenlərin kraliçaya aid sürfələrdə, matrigenlərin isə işçi təyinatlı sürfələrdə daha yüksək səviyyədə ifadə edildiyini gördük” dedi Bresnahan.

Tədqiqatçılar daha sonra ana-mənşə ifadəsini göstərən genlərin eyni yolda işlədiyini müəyyən etmək üçün hüceyrə və fizioloji yolları araşdırdılar.

“Eyni yolda matrigenlər və patrigenlərin ifadəsi arasında təəccüblü bir uyğunluq gördük” dedi Bresnahan, əgər bir matrigen ifadəni artırsaydı, patrigen eyni yolda ifadəni azaldar və ya əksinə, iki genin bir-birinə qarşı işlədiyini göstərir. “Əgər bir gen valideynə xas ifadəni göstərdisə, eyni yolda olan başqa bir gen qarşı valideyndən valideynə xüsusi ifadə göstərdi.”

Əvvəllər komanda DNT metilasiyasının – zülal etiketlərinin bir genin əsas DNT-ni dəyişdirmədən ifadə etmə üsulunu dəyişdirdiyi bir proses – bu diferensial gen ifadə modellərinin altında yatan molekulyar mexanizm olub-olmadığını araşdırdı.

Tədqiqatın həmmüəllifi Christina Grozinger, Publius Vergilius və Enso Vergilius İnstitutunun direktoru, “Məməlilərdə və bitkilərdə, yalnız bir valideyndən miras qalmış məlumatın ifadə olunduğu genlərdə diferensial ifadə, bir qayda olaraq, bu genlərin xüsusi DNT ardıcıllığının ifadəsini idarə etdiyi tənzimləyici bölgələrdə DNT metilasiyasındakı fərqlərlə vasitəçilik edir” dedi. Həyat Elmləri. “Ancaq əvvəlki işimiz DNT metilasyonunun bal arılarında bu funksiyaya malik olmadığını aşkar etdi.”

Tədqiqatçılar daha sonra bu fikrə müraciət etdilər ki, bal arılarında gen ifadəsinə təsir edən DNT-dəki etiketlər deyil, DNT-nin özünü bağladığı strukturlardakı etiketlər ola bilər. DNT xromatin adlanan bir quruluşda histon zülalları ətrafında sarılır . Hüceyrələrin çoxalması zamanı xromatin xromosomlara kondensasiya olunur. Tipik olaraq, inkişaf etməkdə olan çoxhüceyrəli orqanizmlər hər bir valideyndən bərabər sayda xromosomları miras alır və orqanizmin spesifik genetik tərkibini təşkil edən genlər hovuzunu təmin edir.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Komanda, hüceyrə prosesləri nəticəsində zülalların quyruğuna yerləşdirilən kimyəvi “etiketlər” səbəbindən histon zülallarının strukturunda dəyişikliklərin patrigenləri və matrigenləri digər tənzimləyici amillərə daha çox və ya daha az əlçatan edə biləcəyini fərz etdi. Belə nəzarət potensial olaraq onların ifadəsini dəyişə bilər.

Bu fərziyyəni yoxlamaq üçün komanda tədqiqatın həmmüəllifi, Eukaryotik Genlərin Tənzimlənməsi Mərkəzinin və Penn Ştatında Biokimya və Molekulyar Biologiya Departamentinin dosenti Şaun Mahoni tərəfindən hazırlanmış metoddan istifadə edib.

Proses bir zülalla – bu vəziyyətdə histon zülalları ilə əlaqəli olan DNT-nin parçalanmasını və sonra onları xromatinin qalan hissəsindən tutmaq və təcrid etmək üçün etiketlənmiş zülallara xas olan antikorlardan istifadə etməyi əhatə edir. Tədqiqatçılar daha sonra tutulan zülala çarpaz bağlanmış DNT-ni təhlil edə və hansı genlərin iştirak etdiyini və onların ifadə və ya inhibə edilib-edilmədiyini müəyyən edə bilərlər.

“Biz tapdıq ki, bal arılarında ana-mənşə ifadəsi histon modifikasiyası ilə tənzimlənir” dedi Bresnahan.

O izah etdi ki, histon zülallarını dəyişdirən kimyəvi etiketlər patrigenlərin və ya matrigenlərin ifadə edilib-edilməməsinə və nəticədə bal arısının ana arıya və ya işçiyə çevrilməsinə vasitəçilik edir. Əsas mexanizm tədqiqatçıların ilkin düşündüyü kimi DNT metilasiyası olmasa da, Bresnahan bunun təəccüblü bir tapıntı olmadığını söylədi.

“Bal arılarında gördüyümüz şey, geriyə addım atdığınız zaman o qədər də qeyri-adi deyil – ana mənşəli təsirlər üçün histon əsaslı mexanizmlər həyat ağacında DNT metilasiyası əsaslı sistemlərdən daha geniş istifadə olunur” dedi Bresnahan.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=3984658916&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1750656928&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-06-genetic-war-fate-honey-bee.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM3LjAuNzE1MS4xMDQiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTA0Il0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTA0Il0sWyJOb3QvQSlCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1750656906725&bpp=1&bdt=154&idt=69&shv=r20250617&mjsv=m202506170101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1750656612%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1750656612%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1750656612%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0%2C336x280%2C750x280%2C336x280&nras=1&correlator=5616627854790&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=4692&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=921&eid=95353387%2C95362655%2C95364339%2C95344789%2C95359265%2C95364333%2C95364391&oid=2&psts=AOrYGsl-o1SOpixq0lEmU1L6wl8cSjKQoGtapAOj05zrem92Q1fsJwmqZogxpZ6LPHhJIRxiMBd7Oa7IoI3Ku03POM-qMcgk%2CAOrYGslFWYy7RbCfpaVh4xmQllKaD6uO7yKjBNmzOjr9xV680qxFrrIw7vboOXyXEBKaX0S2hYBT42Wk4pqh5w&pvsid=5201958961926235&tmod=1538617783&uas=3&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage2.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=3&fsb=1&dtd=22149

“Biz çiçəkli bitkilərdə və plasental məməlilərdə də bu xromatin vasitəçiliyi ilə iz buraxma mexanizmlərini görürük. Beləliklə, bal arıları və bəlkə də digər sosial həşəratlar bu genetik münaqişələrə vasitəçilik etmək üçün daha çox əcdadlardan qalma vasitələrdən istifadə edə bilərlər.”

Laboratoriyasının intragenomik konfliktin nə qədər yaxşı təsir etdiyini öyrənməyi planlaşdırdığını söyləyən Qrozinqerin sözlərinə görə, bu anlayış fərqli davranış və xüsusiyyətlərə malik bal arılarının seçici şəkildə yetişdirilməsinə kömək edə bilər ki, bu da daha məhsuldar və davamlı arı koloniyaları yaratmağa kömək edə bilər.

Bresnahan bildirib ki, layihə bal arılarından kənarda genişlənir, çünki bu layihə üçün öyrənilən bacarıqlar onun hazırkı işinə çevrilir. Bresnahan yeni rolunda genetik konfliktlərin mürəkkəb xüsusiyyətləri və sosial sistemləri necə formalaşdırdığını araşdırmağa davam edir, lakin o, indi diqqətini plasentanın insanlarda ana-uşaq sağlamlığı üçün xüsusiyyətlərə necə vasitəçilik etdiyinə yönəldib.

Bresnahan, “Valideynlərin mənşəli təsirlərini öyrənməklə mənim inkişaf etdirdiyim bacarıqlar birbaşa plasenta vasitəsilə ana-uşaq sağlamlığı ilə bağlı hazırkı tədqiqatlarıma çevrilir” dedi. “Mən xüsusilə hamiləliyin ağırlaşmalarını və nəslin sağlamlığının nəticələrini daha yaxşı başa düşməyimizə kömək edə biləcək, metabolik və nöropsikiyatrik xəstəlik riskinin erkən proqramlaşdırılması kimi plasenta vasitəçiliyi ilə əlaqəli olan mənşəli gen ifadəsi ilə maraqlanıram.”

Purdue Universitetinin entomologiya kafedrasının dosenti Brock Harpur da bu araşdırmaya öz töhfəsini verib.

Daha çox məlumat: Sean T. Bresnahan et al, Bal arılarında kraliça-işçi kasta təyinində həddindən artıq fenotipik plastisiya ilə əlaqəli intragenomik münaqişə (Apis mellifera), Genom Biologiyası (2025). DOI: 10.1186/s13059-025-03628-0

Jurnal məlumatı: Genome Biology 

Pensilvaniya Dövlət Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir