Jak juvenilní hormon řídí proměnu hmyzu

Biologie | 15.02.08  http://scienceworld.cz/

Spuštění metamorfózy závisí na steroidních hormonech, které přeměnu stimulují, a na protichůdně působícím juvenilním hormonu, jenž oddaluje metamorfózu až do doby, kdy larva dosáhne potřebného stupně vývoje; předčasná metamorfóza bývá pro hmyz smrtelná.
Proměna neboli metamorfóza hmyzu, jako jsou např. brouci nebo motýli, je nápadnou změnou mezi juvenilními stadii (larvou, kuklou) a dospělcem. Tato proměna usnadňuje larvám účinně využít zdroje potravy a létajícím dospělcům pak šířit potomstvo. Znalost metamorfózy je nutná nejen pro pochopení vývoje organismů obecně, ale také pro účinnou regulaci hmyzích škůdců.
Spuštění metamorfózy závisí na steroidních hormonech, ekdysteroidech, které přeměnu larev na kukly a dospělce stimulují, a na protichůdně působícím juvenilním hormonu, jenž oddaluje metamorfózu až do doby, kdy larva dosáhne potřebné velikosti a stupně vývoje; předčasná metamorfóza bývá pro hmyz smrtelná.
Již z prací vědce V. B. Wigglesworthe je známo, že přítomnost juvenilního hormonu brání metamorfóze, avšak mechanismus působení juvenilního hormonu zůstal po více než 70 let záhadou. Nepodařilo se totiž dosud odhalit ani způsob přenosu signálu juvenilního hormonu do buněk, ani molekulu receptoru juvenilního hormonu.
Vědci z Biologického centra AV ČR nyní na modelu brouka Tribolium castaneum ukázali, že juvenilní hormon blokuje metamorfózu prostřednictvím genu Methoprene-tolerant (Met), který byl původně objeven jako mutace způsobující resistenci k juvenilnímu hormonu u mušky Drosophila.
Potlačení funkce Met u tohoto brouka nejen navodí necitlivost vůči juvenilnímu hormonu, ale na rozdíl od drosofily také předčasný vstup larev do procesu metamorfózy. Vědci dále zjistili, jak Met řídí průběh metamorfózy. Na juvenilní hormon reaguje tak, že reguluje gen Broad-Complex, jenž je absolutně nezbytný pro přeměnu hmyzí larvy v kuklu a dospělce.
Práce Barbory Konopové a Marka Jindry z let 2007 a 2008 tak poprvé prokázaly klíčovou roli genu Met při řízení hmyzí metamorfózy juvenilním hormonem, a významně tím podpořily dosud zpochybňovanou funkci Met jako dlouho hledaného receptoru nebo přenašeče signálu juvenilního hormonu.