Molecular biology of genes involved in Apis mellifera Juvenile Hormone metabolism

O Hormônio Juvenil (HJ) é um sesquiterpenóide que participa de diversas funções do ciclo de vida de insetos. Em Apis mellifera o HJ está envolvido também com o processo de diferenciação de castas e polietismo etário. Neste trabalho, genes participantes da degradação e das vias de síntese do HJ nos corpora allata (CA) foram identificados a partir das seqüências disponibilizadas pelo sequenciamento do genoma de A. mellifera. A identificação destes genes baseou-se em análises funcionais, como interferência por RNA fita dupla, similaridade entre seqüências, expressão tecido-específica e busca por motivos conservados. Análises de quantificação dos transcritos destes genes revelaram padrões condizentes com os títulos de HJ e mostraram que o balanço entre as vias de síntese e degradação deste hormônio age em conjunto para regular os títulos de HJ. Uma importante associação entre a degradação do HJ pelas enzimas esterase do HJ e epóxido hidrolase do HJ com o processo de diferenciação dos ovários, que ocorre durante o estágio larval, foi estabelecida. Estas enzimas parecem atuar ativamente na manutenção dos níveis de HJ durante o processo de diferenciação de castas. A alimentação mostrou ser um processo de suma importância sobre o metabolismo do HJ durante a vida adulta de operárias, em adição ao controle exercido pela alimentação já descrito durante o período larval, que leva à diferenciação de castas distintas. A execução deste trabalho contribuiu de maneira significativa para o conhecimento deste sistema instigante que controla toda a homeostasia em uma colônia do inseto social, Apis mellifera.The sequisterpenoid, Juvenile Hormone (JH), is a key regulator in many aspects of insect life. In the Honey bee, Apis mellifera¸ JH is additionally involved in caste differentiation and also in age task performance during adult worker life. Herein, we identified genes coding to JH synthesis enzymes pathway in corpora allata and degradation in hemolymph and tissues based on sequences from Genome Sequencing Consortium. The identification of those genes involved functional assays as RNA interference, expression levels in specific tissues, search for functional motifs and also similarity among sequences. The results showed that a balance between synthesis and degradation occurs to the maintenance of hemolymph JH titers. An association between JH degradation by the enzymes, JH esterase and JH epoxide hydrolase, and ovary differentiation during larval stage was established. JH degradation showed to act together with the JH synthesis process to maintain the cast-specific titers of JH, which is essential to females development into castes. The nutrition status in Honey bee adult workers is an important mechanism controlling JH metabolism, in the same way it was observed previously for larvae development. The progress of this work contributed significantly to the knowledge of this amazing social insect life, A. mellifera