¡Para entender el desempeño de las terneras, estudie a las abejas!

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Conclusiones clave de la investigación.

  • La epigenética describe los mecanismos por los cuales los genes se expresan o inhiben
  • Estos mecanismos son similares entre abejas y terneras.
  • Las abejas reina y las abejas obreras son genéticamente idénticas.
  • Debido a la diferencia en la nutrición al inicio de la vida, se desarrollan en fenotipos completamente diferentes.
31/12/21

Los mecanismos detrás de la programación metabólica en terneras son lo mismo que en las abejas

¿Cuál es el vínculo entre una mejor nutrición de terneras, una mayor producción de leche y las abejas? Si usted dijo metilación del ADN, ¡sin duda eres un epigenéticista confirmado! En cuanto al resto de nosotros, para comprender mejor la relación, comencemos con un vistazo a la diferenciación de las abejas dentro de la colmena. Todas las larvas de abejas contienen el mismo ADN (de hecho, son clones genéticos) y, sin embargo, existe una diferenciación significativa entre las abejas reina y las abejas obreras. Debido a que las das castas son exclusivamente femeninas (los machos reproductores se llaman drones), esta diferencia no se explica por sexo. Entonces, ¿cómo pueden dos clones volverse diferentes? La respuesta se encuentra en la epigenética.

 

El impacto de la nutrición temprana en las abejas melíferas

Si bien dos organismos pueden ser genéticamente idénticos, la forma en que se expresan los genes permite diferencias muy grandes. La epigenética describe los mecanismos por los cuales los genes individuales se expresan o se inhiben. Es como si cada gen estuviera asociado con un interruptor de atenuación que puede atenuar o amplificar su importancia (es decir, su impacto en el fenotipo), de acuerdo con los cambios en el entorno externo e interno del organismo. Para las abejas reina, los cambios ambientales transformacionales están vinculados a la ingestión de la jalea real.

La jalea real se compone de 67% de agua, 12.5% de proteína cruda que incluye una variedad de aminoácidos, 11% de azúcares simples y 5% de ácidos grasos. También contiene múltiples minerales traza, enzimas y vitaminas. Todas las larvas se alimentan de jalea real durante los primeros tres días, sin embargo, la reina se alimenta de ella durante toda la vida, y en grandes cantidades. Pero el catalizador detrás de la diferenciación de la reina es un componente específico de la proteína llamada 57-kDa, mejor conocida como Royalactina. La Royalactina aumenta el tamaño del cuerpo y el desarrollo del ovario y acorta el tiempo de desarrollo en las abejas. La diferencia entre las castas reina y obrera es uno de los ejemplos más notables que se encuentran en la naturaleza del polimorfismo fenotípico debido a factores epigenéticos.

 

El polimorfismo del fenotipo epigenético en las abejas melíferas a nivel celular

 
Reina
Obrera
Se alimentan de jalea real durante toda su vida (cantidad de alimento: 10x más que las obreras) Se alimentan de jalea real por 3 días, luego se alimentan de una mezcla de polen y miel
Tienen un crecimiento más rápido: 200 mg es su peso final Su peso final es de 100 mg
Promedio de vida: 3 años Promedio de vida: 1 mes
Maduración de los órganos reproductivos: (por encima de 2000 huevos/día) Ovarios rudimentarios e inactivos
A nivel celular, el polimorfismo fenotípico de las abejas está mediado por un proceso llamado metilación de CpG. La metilación de CpG es capaz de establecer y mantener diversos patrones de expresión génica del mismo genoma en condiciones temporales, espaciales y ambientales específicas, las presiones ambientales internas y externas mencionadas anteriormente. Esta modificación no reproductiva del ADN genómico proporciona un vínculo entre los genomas y el medio ambiente y puede dar lugar a un cambio fenotípico que es heredable, independientemente de la mutación del ADN. Paradójicamente, fue solo relativamente recientemente que el proceso de metilación genómica se estableció en invertebrados. Esto se debió a que la tecnología aún no estaba disponible para detectar modificaciones (metilomas) con niveles de metilación muy bajos.

 

¿Qué hay de otras especies?

Mientras que las abejas ofrecen el ejemplo más llamativo de polimorfismo epigenético, el campo de la epigenética en los insectos proporciona una rica veta de datos sobre los mecanismos compartidos con los vertebrados. Está ayuda a los científicos a aprender más sobre el contexto de la expresión génica dependiente.

Entonces, ¿puede el lactoreemplazador adecuado junto con un plan de alimentación mejorado constituir el néctar real que convertirá a las terneras en reinas de alta producción de leche? La evidencia muestra que, en este caso, los beneficios de por vida incluyen un aumento significativo sobre la primera lactancia y una mejor salud. Hoy en día, los científicos en los programas de investigación LifeStart y en otros centros de investigación de todo el mundo están trabajando para comprender mejor este efecto y el papel específico que desempeña la epigenética para vincular la nutrición y el rendimiento. Por supuesto, las terneras y las abejas están lejos de ser los únicos organismos en los que los mecanismos epigenéticos están activos. Todos los seres eucariotes (organismos compuestos por una o más células que contienen núcleos y organelos visiblemente evidentes) están relacionados. Existe una investigación extensa en la que se ha centrado en los mecanismos epigenéticos en humanos, ovejas y ratas, por nombrar solo algunos. ¡Mire este espacio para más desarrollos!


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