Una proteina che sopprime l'insulina può essere la fonte della giovinezza per le formiche e fornisce indizi sull'invecchiamento in altre specie, secondo uno studio condotto dai ricercatori della New York University.

Pubblicato in Scienza , lo studio mostra che le formiche regine mostrano un metabolismo elevato per la riproduzione senza subire l'invecchiamento, generando una proteina anti-insulina che blocca solo una parte della via dell'insulina responsabile dell'invecchiamento.

In molti animali, avere molti figli è legato a una vita più breve. Si ritiene che questo compromesso tra fertilità e longevità negli animali derivi da come vengono allocate le risorse nutrizionali e metaboliche.

L'insulina, un ormone che aiuta a convertire il cibo in energia, svolge un ruolo importante nel metabolismo, ma anche nell'invecchiamento. La produzione di uova richiede molta energia e richiede cibo extra, il che aumenta i livelli di insulina, ma una maggiore attività della via dell'insulina necessaria per la riproduzione porta a una durata della vita più breve nella maggior parte degli animali. Al contrario, la restrizione alimentare prolunga la vita mantenendo bassi i livelli di insulina; in effetti, altri ricercatori stanno esplorando se il digiuno migliora la longevità.

Le formiche sono una notevole eccezione al compromesso tra riproduzione e longevità, poiché le loro regine, che sono responsabili della riproduzione dell'intera colonia, vivono molto più a lungo delle formiche operaie pur condividendo lo stesso genoma. In una specie come la formica nera, una regina può deporre un milione di uova e vivere per 30 anni, mentre le sue sorelle operaie sterili vivono solo per un anno. Nelle formiche saltator Harpegnathos, una specie di formiche saltatrici originarie dell'India che è stata al centro di questo studio, le regine vivono in genere cinque anni mentre le operaie vivono solo sette mesi.

Quando la regina di Harpegnathos muore in una colonia, si verifica un evento particolare:le formiche operaie duellano tra loro con le loro antenne, in lizza per diventare la prossima regina. I vincitori del duello cambiano "casta" nella società delle formiche e diventano pseudoregine, note anche come gamergate, pur rimanendo nel corpo (più piccolo) di un lavoratore. Le pseudoregine acquisiscono comportamenti da regina, inclusa la deposizione delle uova, e la loro aspettativa di vita aumenta sostanzialmente da sette mesi a quattro anni. Ma, se vengono sostituite da un'altra regina, tornano al loro stato di lavoratrici, smettono di deporre uova e la loro vita si riduce a sette mesi.

"Subendo un "cambio di casta" reversibile da lavoratrici a pseudoregine che si traduce in un drammatico aumento sia della durata della loro vita che della capacità di riprodursi, le formiche Harpegnathos offrono un'opportunità unica per studiare come l'invecchiamento e la riproduzione possono essere disconnessi", ha affermato il co-senior dello studio autore Claude Desplan, Silver Professor di Biologia e Scienze Neurali alla New York University.

Utilizzando il sequenziamento dell'RNA di massa, i ricercatori hanno studiato campioni di tessuto sia di operaie che di pseudoregine, concentrandosi su parti della formica coinvolte nel metabolismo e nella riproduzione, inclusi il cervello, il corpo grasso (il fegato degli insetti) e le ovaie. Hanno scoperto che le formiche che sono passate da lavoratrice a pseudoregina producono più insulina nel cervello per produrre uova. Questo aumento dell'insulina provoca l'attivazione di uno dei due rami principali della via di segnalazione dell'insulina, MAPK, che controlla il metabolismo e la formazione di uova.

L'aumento dell'insulina nelle pseudoregine induce lo sviluppo dell'ovaio, che quindi inizia a produrre una proteina che sopprime l'insulina chiamata Imp-L2. Imp-L2 blocca la segnalazione nell'altro ramo principale della via di segnalazione dell'insulina, AKT, che controlla l'invecchiamento e la cui maggiore attività porta a una durata della vita più breve.

"I due rami principali della via di segnalazione dell'insulina sembrano regolare in modo differenziale la fertilità e la durata della vita, con una maggiore segnalazione in una che aiuta la riproduzione nelle pseudoregine e una diminuzione della segnalazione nell'altra coerentemente con la loro estesa longevità", ha affermato il co-autore senior dello studio Danny Reinberg, Terry e Mel Karmazin Professore di Biochimica e Farmacologia Molecolare presso la NYU Grossman School of Medicine e ricercatore dell'Howard Hughes Medical Institute.

"Questa interazione, che si è evoluta nelle formiche e forse in altri insetti, può contribuire all'insolita longevità e a molti discendenti nella riproduzione delle formiche", ha affermato Hua Yan, co-primo autore dello studio ed ex ricercatore post-dottorato presso la NYU Grossman School of Medicine. che ora è assistente professore di biologia all'Università della Florida.

"Il nostro lavoro illustra anche l'importanza di utilizzare i sistemi modello appropriati per porre domande su questioni biologiche essenziali. Ad esempio, la maggior parte delle manipolazioni della longevità in animali come topi o mosche di solito prolungano la durata della loro vita dal 10 al 20 percento. Le formiche mostrano un notevole 500 percento aumento della longevità, il che rende lo studio molto più potente", ha aggiunto Desplan.

Altri autori dello studio includono Comzit Opachaloemphan, Francisco Carmona-Aldana, Giacomo Mancini, Jakub Mlejnek, Nicolas Descostes, Bogdan Sieriebriennikov, Alexandra Leibholz, Long Ding e Maria Traficante della NYU e Xiaofan Zhou della South China Agricultural University. + Esplora ulteriormente

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