Porównanie ekspresji genów między budowniczymi a zbieraczami pokarmu

Proszę o kontaktoscar.xiao@wecistanche.compo więcej informacji

Korzyści związane z podziałem pracy (DOL) są omawiane jako główne siły napędowe sprzyjające głównym przemianom w ewolucji, takim jak ewolucja komórki eukariotycznej lub organizmów wielokomórkowych1. Ewolucja eusocjalności jest często uważana za ostatnią z tych głównych przemian ewolucyjnych. Owady społeczne mają tę zaletę, że można badać „fazy przejściowe”, ponieważ nie wszystkie owady społeczne są superorganizmami (tj. gatunkami, w których robotnice kolonii nie mogą się rozmnażać i są bezpłodne), co kwalifikowałoby się jako osiągniętą poważną transformację ewolucyjną23. Owady społeczne charakteryzują się również DDL, a mianowicie między zwierzętami rozmnażającymi się i nierozmnażającymi się w obrębie kolonii owadów. W społecznej Hymenolotera, obejmującej mrówki oraz niektóre pszczoły i osy, a także u termitów blattodean rozmnaża się tylko jeden lub kilka osobników w obrębie kolonii (królowe, a termity również królem), podczas gdy zdecydowana większość osobników z kolonii , przynajmniej tymczasowo zrezygnuj z reprodukcji i wykonuj zadania robotnicze lub żołnierskie. W obrębie kasty robotniczej występuje zwykle DOL, który jest powiązany z wiekiem robotnika (tj. polietizm wieku)*. Młodzi pracownicy wykonują zadania w gnieździe, takie jak opieka nad potomstwem i reproduktorami, podczas gdy starsi wykonują bardziej ryzykowne zadania, takie jak żerowanie poza gniazdem. Takie uzależnione od wieku DOL uważa się za adaptacyjne – „ponieważ osoby starsze mają na ogół krótszą oczekiwaną długość życia, a tym samym niższą wartość reprodukcyjną (lub jej odpowiednik w zakresie sprawności włączającej) niż młodzi pracownicy.

Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej

Bezpośrednie mechanizmy molekularne leżące u podstaw podziału zadań były intensywnie badane u błonkoskrzydłych społecznych”. 10. Witellogeniny (Vgs) okazały się głównymi regulatorami DOL między matkami a robotnicami-15, a także między robotnicami wykonującymi różne zadania 1617.korzyści cynomoriumSą to białka zapasowe, które są dobrze znane ze swojej funkcji prekursorów żółtka podczas oogenezy u samic owadów18. Na przykład u najlepiej zbadanego owada społecznego, pszczoły miodnej Apis mellifera, przejście od prac pielęgnacyjnych w pomieszczeniach do żerowania na świeżym powietrzu charakteryzuje się zmianą ekspresji wielu genów19. Fizjologicznie zmiana związana z wiekiem z karmienia piersią na żerowanie wiąże się ze wzrostem miana hemolimfy hormonu juwenilnego (JH)? 20 i wywołane spadkiem poziomów Vg w krążeniu1521-23. Co ważne, wykazano, że u robotnic pszczół miodnych, które nie produkują jaj w obecności królowej, Vg ma działanie hamujące immunostarzenie2.

W porównaniu z pszczołami znacznie mniej wiadomo na temat mechanizmów molekularnych leżących u podstaw DOL, a zwłaszcza podziału zadań wśród robotnic u termitów. Termity (infraorder 'Isoptera, dawniej uważany za niezależny rząd „są karaluchami społecznymi, monofiletycznym rodem zagnieżdżonym w Blattodea, który wyewoluował eusocjalność niezależnie od społecznych Hymenoptera2526. Podobnie jak u błonkoskrzydłych społecznych, polietyzm wieku jest powszechny wśród starszych pracowników wykonujących bardziej ryzykowne zadania, takie jak żerowanie lub obrony2728. Ustalono również (i) że Vg odgrywają ważną rolę w DOL między reprodukcjami termitów a robotnicami;2930, (ii) że miana JH i ekspresja Vg są dodatnio powiązane u królowych termitów ** oraz (iii) że królowe mają znacznie wyższe miana JH niż robotnice. Termity mają trzy kopie Vg, które są podwyższonymi królowymi irn3637 i przynajmniej u Cryptotermes Secundus te trzy kopie Vg są członkami sieci koekspresji genów, która charakteryzuje fenotyp królowej (patrz także „Dyskusja”)30.pustynny hiacyntWyniki te prowadzą nas do postawienia hipotezy, że Vgs i JH nie tylko leżą u podstaw reprodukcyjnej DOL, ale także regulują podział zadań wśród termitów, podobnie jak u błonkówek społecznych.

Naszym celem było sprawdzenie, czy podział zadań wśród robotnic u termitów wiąże się z tymi samymi mechanizmami, które leżą u podstaw podziału zadań u błonkówek społecznych. W tym celu wybraliśmy gatunek termitów, dla którego podział zadań wśród robotnic był intensywnie badany i najlepiej opisany. struktura składająca się z kilku milionów osób podzielona na cztery bezpłodne kasty: robotników ważniejszych i drugorzędnych oraz żołnierzy ważniejszych i drugorzędnych年.metoda ekstrakcji flawonoidów pdfDOL wśród tych bezpłodnych kast był intensywnie badany, zwłaszcza w przypadku nieletnich robotnic283839. Są to kobiety i dlatego można je porównać z królową. Ponadto stanowią większość osobników i mają najbardziej zróżnicowany repertuar behawioralny. Młode robotnice opiekują się czerwiem i królową. Starzy robotnicy wykonują prace budowlane i żerują. Ta ostatnia pozwala badać przyczyny podziału zadań osób w podobnym wieku, a tym samym przezwyciężyć mylący wpływ wieku i zadania, który może wystąpić w badaniach dotyczących podziału zadań ze względu na wiek (tj. polietyzmu wieku). pracownicy dają rzadką okazję do sprawdzenia, czy bardziej ryzykowne zadania wiążą się ze zmniejszonymi inwestycjami w mechanizmy przeciwstarzeniowe, niezależnie od wieku wewnętrznego. Oczekuje się tego na podstawie teorii historii życia, która przewiduje, że wyższa śmiertelność zewnętrzna zależna od wieku z przyczyn losowych może prowadzić do szybszego starzenia wewnętrznego (niestarzenia się) związanego z mniejszymi inwestycjami w mechanizmy przeciwstarzeniowe4,2. W przypadku M. bellicosus wszyscy nieletni pracownicy są kobiety; samce stają się głównymi robotnikami, które mają zupełnie inne zadania w obrębie kolonii i dlatego nie są przedmiotem tego badania.

Cistanche może przeciwdziałać starzeniu

Przetestowaliśmy hipotezę, że u robotników niepełnoletnich (dla uproszczenia, odtąd tylko robotników) zbieracze (dalej zbieracze) są w gorszych warunkach fizjologicznych niż ci, którzy wykonują prace budowlane w pomieszczeniach (dalej budowniczowie). W związku z tym postawiliśmy również hipotezę, że budowniczowie są bardziej podobni do królowych pod względem ogólnego profilu ekspresji genów niż zbieracze pasz. Na koniec sprawdziliśmy, czy budowniczowie inwestują więcej w mechanizmy przeciwdziałające starzeniu się niż zbieracze pasz, ponieważ ci ostatni są narażeni na wyższe ryzyko śmiertelności zewnętrznej w zależności od wieku.

Aby przetestować te hipotezy, wygenerowaliśmy transkryptomy głowy i klatki piersiowej (dla racjonalnego wyboru tkanek, patrz Metody) od budowniczych i zbieraczy. Po porównaniu ekspresji genów między robotnicami porównaliśmy ich profile ekspresji z profilami ekspresji królowych, które zostały opublikowane we wcześniejszym badaniu, w którym badano różnice w ekspresji genów związane z wiekiem i kastą u M. bellicosus43. Aby dokładniej scharakteryzować stan fizjologiczny robotnic, określiliśmy i porównaliśmy obecność oocytów u budowniczych i zbieraczy paszy.flawonoidyUrocyty są jednym z trzech typów komórek w ciele termitów; są komórkami do przechowywania odpadów azotowych45. Akumulacja urocytów może być wskaźnikiem „złego samopoczucia u termitów, chociaż ich rola wydaje się być złożona (więcej szczegółów w dyskusji)t4-46. Nasze badanie uzupełniono o pomiary endokrynologiczne w celu porównania, czy zbieracze i budujący różnią się mianem hemolimfy JH.

Wyniki

Comparison of gene expression between builders and foragers. Using a total of 14 head/thorax transcriptomes (builders: N=7; foragers: N=7), we folund 939 differentially expressed genes (DEGs) between builders and foragers (for a full list of genes, see Supplementary Material).In builders,593 genes were signifi-cantly overexpressed (Supplementary Table S1). Amongthe 'builder genes, all three genes encoding termite Vgs were especially highly expressed (log2FC>2)(Tabela uzupełniająca S2). W organizmach budujących wyregulowano również pięć genów antyoksydacyjnych: dwa geny kodujące katalazy (Cat) i trzy geny kodujące dysmutazy ponadtlenkowe (SOD) (2×CuCn,1×MnFe). .metabolizm ATP i proces glikolityczny, a także translacja, geny rybosomalne i geny związane z transportem białek (tabela uzupełniająca S3, rysunki uzupełniające S1-S3).

Trzysta czterdzieści sześć genów ulegało znacznej nadekspresji u zbieraczy paszy (tabela uzupełniająca S4), ale nie było widocznych żadnych uderzających wzorców. Zjadacze charakteryzowano następującymi terminami GO: aktywność kinazy białkowej, wiązanie heparyny, regulacja transkrypcji, metabolizm RNA, fosforylacja białek i aktywność polimerazy DNA (tabela uzupełniająca S3, rysunki uzupełniające S4-S6). Porównanie ekspresji genów pracowników związanych z zadaniami z „genami królowej”. Aby sprawdzić, czy geny o podwyższonej ekspresji u budowniczych są bardziej podobne do genów o wysokiej ekspresji u królowych, porównaliśmy obecne specyficzne dla zadania różnice w ekspresji robotnic z zestawem genów, które są specyficznie podwyższone u królowych M. bellicosus w porównaniu z królami i robotnicami (królowa DEG poniżej). 43. Łącznie 713 stopni uległo specyficznej ekspresji królowej43. Spośród 593 genów, które były podwyższone u budujących w porównaniu do zbieraczy paszy, 108 (18,2%)DEG było królowymi DEG. Dla kontrastu, z 346 genów zbieraczy tylko 18 (5,2 procent)DEG nakładało się na królowe DEG. Tak więc budowniczowie dzielili z królowymi znacznie więcej genów niż zbieracze paszy （x²=24.15,df=1,p=8.94×10-7）. Wśród genów, które były wspólne dla budowniczych i królowych, były trzy geny vg (ryc. 1).

Obecność oocytów i miana JH u budujących i zbieraczy paszy. Chociaż wielkości próbek są małe, badania przesiewowe budowniczych i zbieraczy pod kątem obecności urocytów implikują efekt zadania. Wszystkie trzy zbieracze miały widoczne urocyty, podczas gdy tylko） 6 z 14 budujących miało je（analizę kontyngencji∶ x²=3,24, P=00,072; Uzupełniający

Dyskusja

Witellogenina jest wspólną cechą leżącą u podstaw podziału pracy między owadami społecznymi. Podobnie jak w przypadku 24,4647, antsl7), wykryliśmy obniżenie ekspresji społecznej Hymenoptera Vg (np. geny pszczoły miodnej u robotnic żerujących termitów w porównaniu z budowniczymi. Ta wspólność kooptacji Vg w celu regulowania podziału zadań wśród robotnic w różnych liniach są oddzielone od siebie o ponad 133 miliony lat*@, jest uderzające. Badaliśmy tkanki głowy i klatki piersiowej. Dlatego może wydawać się zaskakujące wykrycie sygnału Vg, który jest powiązany z reprodukcją. Jednak u termita C. Secundus przynajmniej jeden z tych genów Vg, Neofem3, ulega podobnej ekspresji we wszystkich częściach ciała (głowa, klatka piersiowa, brzuch) 2. Ponadto ostatnie wyniki pokazują, że tkanki głowy i klatki piersiowej są bardzo dobrze przystosowane do badania cech historii życia304, w tym ekspresji wszystkich trzech genów Vg które wykryliśmy, że jest ono podwyższone u budowniczych w porównaniu do zbieraczy.Tłuszcz, główna tkanka znana z syntezy witellogeniny, występuje również w klatce piersiowej.

Mechanizmy molekularne leżące u podstaw podziału zadań odzwierciedlają mechanizmy leżące u podstaw reprodukcyjnego podziału pracy. Równie uderzający jest fakt, że witellogeniny również charakteryzują DOL reprodukcyjny między królowymi i robotnicami u błonkówek społecznych i termitów, przy czym królowe charakteryzują się wysokimi warunkami odżywczymi3050. Hipoteza jajnika planu podstawowego5l i jej przeformułowanie jako hipoteza reprodukcyjnego planu podstawowego21,2452 stwierdza, że ​​molekularne moduły genetyczne regulujące rozmnażanie u samotnych owadów zostały dokooptowane podczas ewolucji społecznej jako podstawa reprodukcyjnego DOL. Robotnice (fizjologicznie) odzwierciedlają fazę żerowania i pielęgnacji lęgów samic owadów nieesocjalnych, podczas gdy królowe owadów społecznych są fizjologicznie równoważne z rozmnażającymi się owadami samotnikami. W związku z tym reprodukcyjną DOL można osiągnąć poprzez oddzielenie i heterochroniczną zmianę ekspresji odpowiednich modułów genetycznych pochodzących od samotnych przodków. Istnieje poparcie dla tej hipotezy u błonkówek społecznych (np. 53-55), jednak mniej wiadomo o termitach. Niedawne badania nad mniej złożonym społecznie termitem C. Secundus ujawniły sieć koeksprymowanych genów, centralny moduł królowej (QCM), który charakteryzuje królowe30.zastosowania hesperydynyCo ważne, QCM zawiera geny ze wszystkich głównych szlaków, o których wiadomo, że regulują cechy historii życia, w tym geny powiązane z sygnalizacją JH, szlakiem insulina/insulinopodobny czynnik wzrostu (IIS) i płodnością. QCM zawierał również ortologów wszystkich trzech Vg, które charakteryzują królowe M. bellicosus43 i które, jak stwierdziliśmy, były podwyższone u budowniczych w porównaniu do zbieraczy paszy. Potwierdza to nasz wniosek, że podział zadań odzwierciedla mechanizmy leżące u podstaw reprodukcyjnego DOL. Daje to pierwsze wskazówki, że hipoteza reprodukcyjnego planu gruntu wydaje się słuszna również dla termitów.

Żerowanie wiąże się z pogarszającymi się warunkami fizjologicznymi. Podobnie jak w innych badaniach nad owadami społecznymi i samotnikami?6, żerowanie robotnic M. bellicosus wydaje się być związane z niską ekspresją Vg i złymi warunkami fizjologicznymi (na co wskazuje obecność oocytów), chociaż wielkość próby w przypadku tych ostatnich jest niewielka. , wymagające dalszych badań. Budowniczowie natomiast charakteryzowali się terminami GO wskazującymi na syntezę białek i wysokoenergetyczny metabolizm, w tym procesy glikolityczne.

Rola astrocytów u termitów wydaje się złożona, a noc różni się między gatunkami*5. U termitów Reticulitermes speratus astrocyty zostały opisane jako rezerwuar azotu w postaci kwasu moczowego, który ma przyczyniać się do przetrwania termitów, działając jako przeciwutleniacze. U gatunków Macrotermes, w tym M. bellicosus, występowanie białawych urocytów (w postaci moczanów lub kwasu moczowego) było związane ze stresem lub starością8840 Ponieważ badane robotnice były w podobnym wieku, wiek prawdopodobnie nie wyjaśnia różnicy w obecności urocytów. Dalsze poparcie dla związku ze stresem, przynajmniej u niektórych gatunków, pochodzi od C. secundus. Własne badania, które obserwowały osobniki termitów przez dłuższy czas, wykazały, że osobniki wszystkich kast mogą nabywać oocyty w stresujących warunkach, takich jak inwazja roztoczy lub niska jakość pożywienia. Potrzebne są dalsze badania, aby zrozumieć rolę urocytów u termitów.

Jednak w przeciwieństwie do błonkoskrzydłych błonkoskrzydłych nie wykryliśmy różnic w mianach JH między zbieraczami pokarmowymi a budowniczymi u M. bellicosus, jednak wielkość próby jest mała, zwłaszcza w przypadku zbieraczy pożniwnych (ryc. 2). . Jednak w badaniach dotyczących żerowania społecznego owadów błonkoskrzydłych są często porównywane z pracownikami opiekuńczymi, które w naturalny sposób różnią się wiekiem, jeśli nie są kontrolowane w warunkach eksperymentalnych. Wiadomo, że wysokie miana JH dostosowują się do procesu starzenia u owadów samotnych57 i sccial23.58.59. Stąd wydaje się, że złe warunki fizjologiczne prowadzą do zmiany zadania na żerowanie, a nie na poziomy JH. Wykazano to przede wszystkim u niektórych błonkoskrzydłych społecznych (np. 21,

Może to prowadzić do hipotezy, w jaki sposób można stabilnie utrzymać podział zadań poprzez wzmacnianie mechanizmów sprzężenia zwrotnego wywołanego interakcjami społecznymi. Jeśli niski stan odżywienia skłania osobniki do żerowania, a powracające zbieracze są stale „wyczerpywane” przez błagalne szacunki, może to doprowadzić do stabilnego podziału zbiorników.

Pojawiły się podobne pomysły

Zjadacze inwestują mniej w mechanizmy przeciwstarzeniowe. Nasze dane DEG potwierdzają hipotezę, że zwiększona śmiertelność zewnętrzna zależna od wieku wiąże się z przyśpieszonym starzeniem się wewnątrzpochodnym42. Wysoka śmiertelność zewnętrzna zależna od wieku może skutkować skróceniem życia i zmniejszeniem inwestycji w mechanizmy zapobiegające starzeniu się. Sierżanty miały niższą ekspresję genów antyoksydacyjnych niż budowniczowie. Te geny łagodzą uszkodzenia spowodowane stresem oksydacyjnym spowodowanym przez podwyższone poziomy ROS (reaktywnych form tlenu)6 Podsumowując, nasze wyniki potwierdzają hipotezę, że termity dokooptowały podobne geny jak społeczne błonkoskrzydłe, leżące u podstaw podziału zadań u robotnic. Ponadto geny te w ogólny sposób charakteryzują DOL reprodukcyjny u owadów społecznych. Ponadto robotnice żerujące M.bellicosus wydają się być w gorszym stanie fizjologicznym niż budowniczowie w podobnym wieku, na co wskazuje na przykład niższa ekspresja genów witellogeniny, obecność urocytów oraz niższa ekspresja katalaz i SOD, które może utrzymać poziom ROS w ryzach. Potwierdza to hipotezę, że to indywidualny stan fizjologiczny, a nie wiek wewnętrzny wyzwala przejście na żerowanie. Wreszcie, zgodnie z przewidywaniami z teorii historii życia, że ​​wysoka, zależna od wieku śmiertelność zewnętrzna może skłaniać do szybszego wewnętrznego starzenia się (starzenie się), zbieracze wydają się mniej inwestować w mechanizmy przeciwstarzeniowe niż budowniczowie, którzy są mniej narażeni na ryzyko śmiertelności zewnętrznej.

Metody

Eksperyment z transkryptomem. Pobieranie próbek i generowanie danych transkryptomicznych. Próbki M. bellicosus pobrano w Parku Narodowym Comoe (współrzędne 8946'N 3 stopień 47'W, Wybrzeże Kości Słoniowej). opisane w rozdziale Generowanie JH i zestawu danych urocytów'*. Każdy osobnik pochodził z innej kolonii, aby zapewnić niezależne próbki. Osobniki zostały zebrane podczas wykonywania zadań związanych z budowaniem (n=7) lub żerowaniem (n=7). Transkryptomy wygenerowano z głów termitów i tułowia. Ostatnie badania pokazują, że próbki głowy i klatki piersiowej są najbardziej odpowiednie do badań transkryptomu u termitów, ponieważ główne szlaki leżące u podstaw regulacji cech historii życia, w tym płodności u królowych, są wyrażane w tych tkankach *

Próbki zostały przygotowane i wygenerowane dokładnie tak, jak w naszym poprzednim badaniu, z którego wykorzystaliśmy dane dotyczące ekspresji królowej (w tym przygotowanie próbki i analizy przez tę samą osobę)43. Następnie zostały wysłane do BGI w Hongkongu na suchym lodzie. Przygotowanie biblioteki zostało wykonane przez BGI przy użyciu zestawu TruSeq RNA Kit zgodnie z protokołem przygotowania próbki BGI. Szczegóły dla każdej próbki można znaleźć pod Bioproject ID PRJNA727164. Amplifikowane biblioteki zsekwencjonowano na platformie Illumina HiSeq 4000 ze strategiami odczytów 100 bp paired-end (PE), generując co najmniej 4 gigabazy surowych danych dla każdej próbki. Po zsekwencjonowaniu sekwencje indeksów z odczytów maszynowych zostały zdemultipleksowane (posortowane i usunięte) przez zastrzeżone narzędzie BGI-inhouse.

Wstępne przetwarzanie surowych odczytów RNASeq. We wszystkich dalszych etapach zastosowano surowe odczyty sekwencji ze wszystkich próbek dostarczonych przez BGI. Po kontroli jakości za pomocą FastQC v. {{0}}.11.967, odczyty surowych sekwencji sprawdzono pod kątem minimalnej długości 70 pz, a adaptery (w tym dwa wewnętrzne adaptery BGI) zostały przycięte przy użyciu Trimmomatic v.0.3968. Przycinanie i inne kolejne kroki zostały ułatwione przez równoległe GNU v.2014102269.

Ekspresja genów i mapowanie w stosunku do genomu Macrotermes natalensis. W naszym badaniu użyliśmy genomu Mac-proteomes natalensis (Haviland 1898) wersja 1.0 jako szkieletu drzemiącego, który dobrze służy do tego celu43. Przycięte i oczyszczone surowe odczyty zostały przeniesione do genomu M. natalensis przy użyciu programu Hisat2 v.2.2.0 z ustawieniami domyślnymi 7. Otrzymane pliki bam zostały posortowane według nazwy genu za pomocą SAMtools （v.1.5）².HTSeq v .0.9.12 następnie wykorzystano do zliczenia zmapowanych surowych odczytów na gen （nić=nie, typ=gen, tryb=zjednoczenie, porządek= nazwa) dla każdej próbki. Skompilowano tabelę tekstu jawnego podsumowującą wszystkie próbki (Tabela Uzupełniająca S6).

Analiza ekspresji genów. DESeq2v.1.18.1 zastosowano w R v.3.4.4 do analizy zróżnicowanej ekspresji genów między budującymi a zbieraczami7475. Aby przetestować różnice w ekspresji parami, użyliśmy uogólnionego modelu liniowego z ujemnym rozkładem dwumianowym, jak zaimplementowano w DESeq2. Porównaliśmy zróżnicowaną ekspresję genów między dwoma zadaniami, budowniczymi i zbieraczami (tabele uzupełniające S1-S2,S4). Dostosowane do FDR wartości p (padj) zastosowano do korekty dla wielokrotnych testów. Aby przeanalizować podobieństwa między ekspresją genów budulców/zbieraczy i królowych, porównaliśmy nakładanie się list DEG: Porównaliśmy geny, które uległy regulacji w górę u królowych w porównaniu ze wszystkimi innymi kastami z poprzedniego badania, z genami, które uległy regulacji w górę u budujących w porównaniu z genami zbieraczy paszy z aktualne badanie (rys.1). Podobnie, porównaliśmy nakładanie się genów królowej i tych, których ekspresja wzrosła u zbieraczek w porównaniu z budującymi (ryc. 1).

Adnotacja funkcjonalna i analiza GO. Funkcjonalna anotacja sekwencji aminokwasowych (AA) białek kodujących geny M.natalensis została wykonana w Interproscan v.5.41-78.077. Przeszukane bazy danych to pfam, panther, cdd, coils, gene3d, hamap, pirsf , druki, sfld i superfamily. Wyodrębniliśmy adnotację GO dla każdej sekwencji AA i połączyliśmy wpisy ze wszystkich baz danych foreach. Użyliśmy NCBI BLASTX v. 2.2.31 plus do porównania sekwencji kodujących genomu M. natalensis z bazą danych białek NCBI nr (dostęp w listopadzie 2015)78. Zastosowaliśmy TopGOv.2.30.1** do porównania genów budujących i zbieraczy; zbadaliśmy hierarchię GO i nadmiernie reprezentowane terminy oraz zbudowaliśmy reprezentacje graficzne. Analizowany proces biologiczny (BP), komponent komórkowy (CC) i funkcja molekularna (MF) (tabela uzupełniająca S3).

Generowanie zbioru danych dotyczących JH i urocytów. Osobniki M. bellicosus zostały zebrane w terenie w Parku Narodowym Comoe (patrz wyżej). Ilość urocytów oszacowano w terenie jako wysoką lub niską w zależności od oczywistej obecności lub braku dużych urocytów. Są one widoczne jako białe „kryształy”/kropki w ciele tłuszczowym przez przezroczysty naskórek termitów. Od tych samych osób pobrano próbki hemolimfy do pomiarów JH. W tym celu nakłuto ich brzuchy szpilką, a wystające kropelki hemolimfy wchłonięto do skalibrowanych szklanych kapilar （5 μL jednorazowej kapilarnej pipety, Neolab, Hirschmann, Eber-stadt, Niemcy) (więcej szczegółów patrz 35). Do pomiarów JH próbki hemolimfy pojedynczych osobników o objętości 1 µl natychmiast rozpuszczono w 00,5 ml acetonitrylu. Próbki te przechowywano w stopniu -20 (z wyjątkiem transportu z pola do laboratorium) w szklanych fiolkach z teflonem z zakrętką. Pozostałe martwe osobniki przechowywano w etanolu w celu określenia wieku w laboratorium poprzez badanie zużycia żuchwy pod mikroskopem preparacyjnym. W związku z tym znaliśmy tylko z perspektywy czasu i musieliśmy odrzucać próbki, które były zbyt stare (bardzo zużyte żuwaczki; głównie zbieracze paszy) lub zbyt młode (w większości nieużywane żuwaczki; kilku budowniczych). Zmniejszyło to i zafałszowało naszą wielkość próby, tak że ostatecznie otrzymaliśmy próbki hemolimfy od 14 nieletnich robotników budowlanych i 3 starszych nieletnich robotników żerujących. Każdy osobnik pochodził z innej kolonii, aby zapewnić niezależną próbkę.

JH wyekstrahowano zgodnie z protokołem rozdziału fazy ciekłej8, jak opisano w 3. Protokół RIA, z rozcieńczeniami specyficznej dla JH surowicy odpornościowej, stężenie radioaktywności [10-3H(n)]-hormonu juwenilnego III (aktywność właściwa 19,4 Ci/mmol Perkin Elmer Life Sciences, Waltham, MA), a zakres krzywej standardowej (50-10 ng) ustalony dla nieznakowanego hormonu juwenilnego III (Fluka, Buchs, Szwajcaria), w taki sam sposób, jak w naszym poprzednim badaniu35. Miana JH próbek obliczono na podstawie nieliniowej czteroparametrowej regresji na wartościach krzywej standardowej (arkusz kalkulacyjny ImmunoAssay Calculations, Bachem, Bubendorf, Szwajcaria) i wyrażono jako równoważniki JH-III ?pg/μl hemolimfy?. JH-III jest jedynym ugrupowaniem JH wytwarzanym przez termity corpora allata i wykrytym w hemolimfie **

Oocyty i zbiory danych JH analizowano za pomocą statystyki nieparametrycznej. Porównaliśmy częstość występowania oocytów pomiędzy zbieraczami paszowymi a budującymi za pomocą analizy kontyngencji, natomiast ilość mian JH pomiędzy zbieraczami paszowymi a budującymi analizowano za pomocą U-testu Manna Whitneya. Wszystkie testy były dwustronne, a analizy statystyczne przeprowadzono za pomocą IBM SPSS 23.082. Przetestowaliśmy ich moc za pomocą G*Power 3.1.9.783.84. Dostępność danych

Surowe dane sekwencji użyte w tej publikacji zostały zdeponowane w archiwum NCBI SRA pod numerem dostępu PRJNA727164. W artykule przedstawiono dane wykorzystane do wygenerowania rycin.

Ten artykuł pochodzi z https://doi.org/10.1038/s41598-021-97515-w