单分子控制异常蚂蚁从工蚁到蚁后状态的转变

据社会冲突的结果，Harpegnathos saltator物种的蚂蚁会做一些不寻常的事情：它们可以从工人转变为女王般的状态，称为玩家门。现在，研究人员在 11 月 4 日发表在《细胞》杂志上的报告令人惊讶地发现，一种名为 Kr-h1(Krüppel 同源物 1)的蛋白质会对社会调节的激素做出反应，从而协调这一复杂的社会转变。

“动物大脑是塑料的;也就是说，它们可以根据环境改变自己的结构和功能，”宾夕法尼亚大学佩雷​​尔曼医学院的 Roberto Bonasio 说。“这个过程也发生在人类大脑中——想想青春期行为的变化——对生存至关重要，但控制它的分子机制尚不完全清楚。我们确定，在蚂蚁中，Kr-h1 通过防止不适当的基因激活来抑制大脑的可塑性。”

在蚁群中，工蚁通过寻找食物和对抗入侵者来维持蚁群，而蚁后的主要任务是产卵。然而，正是相同的基因指令导致了这些截然不同的社会角色和行为。通过研究蚂蚁，博纳西奥和他的同事，包括同样在宾夕法尼亚大学的雪莱伯杰，想了解“打开”或“关闭”某些基因如何影响大脑功能和行为。因为Harpegnathos成年人可以从工人转变为玩家，它们非常适合此类研究。

为了研究导致这种转变的潜在分子事件，由共同第一作者 Janko Gospocic 和 Karl Glastad 领导的研究小组开发了一种方法，用于从蚂蚁中分离神经元，并在实验室的塑料盘中保持它们存活.这使团队能够探索细胞如何应对环境变化，包括激素水平。

这些研究进一步确定了两种激素，保幼激素和蜕皮激素，它们以不同水平存在于工人和游戏玩家的身体中，在两个种姓的大脑中产生了不同的基因激活模式。最大的惊喜是这两种激素通过激活单一蛋白质 Kr-h1 来影响细胞。