Proteína fluorescente arroja luz sobre el cerebro de las abejas

Un equipo internacional de investigadores de abejas que involucra a la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf (HHU) ha integrado un sensor de calcio en las abejas melíferas para permitir el estudio del procesamiento de información neuronal, incluida la respuesta a los olores. Esto también proporciona información sobre cómo se ubica el comportamiento social en el cerebro, como informan ahora los investigadores en la revista científica PLOS Biología.

Los insectos son los llamados organismos modelo importantes para la investigación. A pesar de más de 600 millones de años de evolución independiente, los insectos comparten más del 60 % de su ADN con los humanos. Durante varias décadas fue principalmente la mosca de la fruta cuyo código genético podía utilizarse para estudiar procesos biológicos.

Posteriormente, dicha investigación se amplió a otros insectos, con resultados particularmente prometedores provenientes de la abeja melífera. Las abejas muestran un comportamiento social complejo: realizan comportamientos sofisticados mientras emplean habilidades de orientación, comunicación, aprendizaje y memoria, lo que las convierte en sujetos interesantes para la investigación sobre la función del cerebro y el procesamiento neuronal.

Un equipo de investigadores de las Universidades de Düsseldorf, Frankfurt am Main, Paris-Saclay y Trento ha desarrollado ahora un método para permitir la observación directa de los cerebros de las abejas, un trabajo que ahora se ha publicado en PLOS Biología.

Se integró un sensor de calcio en las neuronas. El calcio juega un papel importante en la actividad de las células nerviosas. “Modificamos el código genético de las abejas melíferas para que sus células cerebrales produzcan una proteína fluorescente, una especie de sensor que nos permite monitorear las áreas que se activan en respuesta a los estímulos ambientales. La intensidad de la luz emitida varía según la actividad neuronal. «, explica el Dr. Albrecht Haase, profesor de neurofísica en la Universidad de Trento.

El profesor Beye indica que «la realización de esta ‘abeja sensora’ fue particularmente desafiante porque tuvimos que trabajar en el ADN de las abejas reinas. A diferencia de las moscas de la fruta, la abeja reina no se puede mantener fácilmente en el laboratorio, porque cada una necesita su propia colonia». .»

La investigación comenzó con la inoculación de una secuencia genética específica en más de 4.000 huevos de abeja. El prolongado proceso de reproducción, prueba y selección resultó finalmente en siete reinas que portaron el sensor genético. Cuando se reproducían en su propia colonia, las reinas transmitían el gen a algunas de sus crías.

El sensor desarrollado por el equipo de investigadores se utilizó luego para estudiar el sentido del olfato de las abejas y cómo se codifica la percepción del olfato en las neuronas. La Dra. Julie Carcaud, Profesora Adjunta de la Universidad de Paris-Saclay y el Dr. Jean-Christophe Sandoz, Director de Investigación del CNRS en París, explican: «Los insectos fueron estimulados con varios olores y observados con un microscopio de alta resolución. Esto hizo es posible detectar qué células cerebrales se activan con estos olores y cómo se distribuye esta información en el cerebro».

La Dra. Marianne Otte, coautora del estudio de Düsseldorf, dice: «Las grabaciones se realizaron in vivo utilizando técnicas que nos permitieron observar los cerebros de las abejas. Los insectos se fijaron en un soporte de medición y luego se les presentaron varios estímulos olfativos».

El profesor Dr. Bernd Grünewald, de la Universidad Goethe de Fráncfort del Meno y director del Centro de Investigación de Abejas en Oberursel, dice: «La nueva ‘abeja sensora’ hace posible estudiar cómo funciona la comunicación dentro de las colonias y, de manera más general, cómo la sociabilidad afecta la cerebros de animales».