单个分子控制着异常蚂蚁从工蚁到蚁后的转变

根据社会冲突的结果，Harpegnathos跳跃者物种的蚂蚁会做一些不寻常的事情：它们可以从工蚁变成蚁后，这被称为玩家门。现在，研究人员发表在11月4日期刊《细胞》上的报告令人惊讶地发现，一种名叫Kr-h1(Krppel同系物1)的蛋白质会对社会调节的激素做出反应，从而协调这种复杂的社会转变。

“动物的大脑是可塑的；换句话说，它们可以根据环境改变自身的结构和功能，”宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的罗伯托博纳西奥说。“这个过程也发生在人脑中。想想青春期行为的变化。它对生存非常重要，但控制它的分子机制并不完全清楚。我们已经确定，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抗击入侵者来维持蚁群，蚁后的主要任务是产卵。然而，正是同样的基因指令导致了这些完全不同的社会角色和行为。通过研究蚂蚁，Bonacio和他的同事，包括同样在宾夕法尼亚大学的Shelley Berger，想要了解“打开”或“关闭”某些基因是如何影响大脑功能和行为的。因为Harpegnathos成年人可以从工作者变成玩家，所以非常适合这种研究。

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，从蚂蚁中分离出神经元，并在实验室的塑料板中保持它们存活。这使得该团队能够探索细胞如何对环境变化做出反应，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，它们以不同的水平存在于工人和游戏玩家的体内，导致了两个种姓大脑中不同的基因激活模式。最令人惊讶的是，这两种激素通过激活单一蛋白质Kr-h1来影响细胞。