Una proteina fluorescente per capire come funziona il cervello delle api

Permetterà di studiare la comunicazione all'interno delle colonie e come la socialità influisca sul cervello degli animali

[22 Febbraio 2023]

Vettori dell’impollinazione, ma anche cibo del futuro e potenziale portatori di malattie: gli insetti sono sempre più spesso oggetto di interesse mediatico, però è poco noto il loro ruolo come modello per la ricerca scientifica. All’università di Trento ricordano che «Gli scienziati hanno iniziato ad approfondire questo aspetto poco più di un secolo fa. L’attenzione si è concentrata in particolare sul moscerino della frutta: a dispetto degli oltre 600 milioni di anni di evoluzione autonoma, questa piccola forma di vita condivide infatti il 60% del codice genetico con gli esseri umani. Negli ultimi anni, le ricerche si sono poi allargate ad altri insetti, con i risultati più promettenti che stanno arrivando dall’ape mellifera. L’imenottero mostra infatti comportamenti sorprendentemente complessi, in particolare per quel che riguarda la capacità di orientamento, la comunicazione, l’apprendimento e la memoria».
Lo studio “Multisite imaging of neural activity using a genetically encoded calcium sensor in the honey bee”, pubblicato recentemente su PLOS Biology da Julie Carcaud  e Jean-Christophe Sandoz (Université Paris-Saclay), Marianne Otte (Heinrich Heine University Düsseldorf), Bernd Grünewald (Goethe-Universität), Albrecht Haase (Università di Trento) e  Martin Beye (Heinrich Heine Universität Düsseldorf). Presenta proprio i risultati di una ricerca  partita dall’inoculazione di una specifica sequenza genetica in oltre 4mila uova di ape. Il processo di allevamento, test e selezione ha poi permesso di ottenere 7 regine portatrici del gene-sensore. Quando si riproducono, le regine trasmettono il gene a una parte della loro prole. Il sensore messo a punto dal team di ricercatori e ricercatrici è stato usato per studiare l’olfatto delle api.
Haase spiega: «Abbiamo modificato il codice genetico delle api mellifere per far produrre alle loro cellule cerebrali una proteina fluorescente, una sorta di sensore che ci permette di monitorare le aree che si attivano in risposta agli stimoli ambientali. L’intensità della luce emessa varia in base all’attività neurale».

Beye aggiunge che «Realizzare questo strumento è stato particolarmente impegnativo perché abbiamo dovuto intervenire sul DNA delle api regine. A differenza dei moscerini della frutta, l’ape regina non può essere allevata in laboratorio, perché ognuna ha bisogno della propria colonia per riprodursi».
La Carcaud e Sandoz, che è direttore della ricerca del CNRS, evidenziano che «Gli insetti sono stati stimolati con vari odori e osservati con un microscopio ad alta risoluzione. Questo ha permesso di rilevare quali cellule cerebrali si attivino a seconda dell’odore e come queste informazioni si distribuiscano nel cervello».

All’università di Trento concludono: «Il nuovo strumento permetterà di studiare come funziona la comunicazione all’interno delle colonie e, più in generale, come la socialità influisca sul cervello degli animali».