Estudo funcional do gene do relógio period em resposta aos xenobióticos e silenciamento por RNAi em Apis mellifera: implicações nos ritmos circadianos e comportamento

Resumo

O ciclo circadiano exerce um papel fundamental em coordenar e sincronizar as diversas atividades fisiológicas e comportamentais que ocorrem no ciclo de 24 horas e ao longo das mudanças sazonais. Seu funcionamento molecular acontece pela geração dos ritmos circadianos, os quais surgem a partir da expressão cíclica dos genes do relógio em um feedback autoregulatório. Os dados disponíveis na literatura demonstram a importância do conhecimento do relógio molecular de diversos organismos na busca de soluções para inúmeros problemas, desde o controle de pestes e vetores até estratégias para tratamento de doenças como câncer e Alzheimer. Dentre diversos organismos, abelhas sociais apresentam um relógio molecular mais similar ao de mamíferos que de outros insetos. Essa característica as coloca como modelos ideias para desvendar os mecanismos moleculares que regem os ritmos circadianos em conjunto com mamíferos, e também permite estabelecer comparações com outros grupos insetos. Mamíferos e insetos estão constantemente expostos a uma variedade de xenobióticos, e alguns desses compostos encontrados em drogas e pesticidas podem afetar os ritmos circadianos de forma negativa se utilizados de forma indevida. O declínio nas populações de abelhas, principais polinizadores, tem como umas das principais causas a exposição aos pesticidas neurotóxicos, os quais afetam seu comportamento e fisiologia. E sabendo-se que os ritmos circadianos apresentam uma função essencial em modular o comportamento complexo de abelhas operárias adultas e a eficiência da atividade forrageira, questiona-se se os genes do relógio são potenciais alvos que são diretamente afetados pela exposição aos pesticidas. Nesse contexto, propomos neste projeto duas abordagens que nos permitirão entender o papel do gene do relógio period (per), na fisiologia, comportamento e exposição aos xenobióticos na abelha social Apis mellifera. Primeiro, será realizado um estudo funcional de per através do knockdown de seus níveis transcricionais pela técnica de RNAi (RNA interference) em abelhas operárias adultas, no intuito de avaliar os efeitos na expressão e ciclagem de outros genes canônicos do relógio, bem como na modulação da plasticidade comportamental. Em um segundo momento, iremos avaliar se a exposição ao imidacloprida, um composto neurotóxico que está presente em pesticidas amplamente utilizados na agricultura, pode afetar os níveis transcricionais dos genes do relógio, os ritmos circadianos, sobrevivência e comportamento da abelha adulta. A partir dessas abordagens, esperamos contribuir para o entendimento de processos conservados que são modulados pelos ritmos circadianos, os quais são importantes tanto para a biologia de insetos e mamíferos, quanto para desvendar as relações dos relógios biológicos com o metabolismo de xenobióticos. (AU)