As abelhas da espécie Apis mellifera se caracterizam por uma organização social muito avançada, em que a rainha e as operárias são morfologicamente distintas e desempenham funções específicas na colmeia. A rainha é responsável pela reprodução, enquanto as operárias realizam todas as tarefas de manutenção da colmeia. Apesar das grandes diferenças morfológicas e funcionais, as rainhas e operárias não diferem geneticamente, mas representam um polifenismo. Este é desencadeado principalmente pela alimentação diferencial oferecida às larvas. A geleia real, produzida pelas abelhas nutridoras e oferecida em grande quantidade às larvas de rainha, contém compostos que são capazes de regular o desenvolvimento das larvas e, inclusive, do seu estado epigenético. Uma das moléculas da dieta das larvas é o ácido 10 hidroxi-2-decenóico (10HDA), que está presente em quantidades elevadas na geleia real. O 10HDA foi identificado como um inibidor da atividade de enzimas do tipo histona desacetilases (HDAC) em células de mamíferos, e na base deste achado procuramos desvendar o mecanismo de ação do 10HDA nas próprias abelhas. Primeiramente anotamos os genes codificadores das HDACs do genoma de A. mellifera e analisamos os seus perfis de expressão gênica. Os resultados obtidos mostram que nos níveis de transcritos destes genes existe uma diferença entre rainhas e operárias ao longo do desenvolvimento, principalmente no final da fase de alimentação, fase L5F2, para a HDAC4 e em L5S1 para HDAC6. Em seguida realizamos um experimento de criação in vitro das larvas por 24 h com 10HDA adicionado ao alimento, e pudemos notar que a concentração mais alta utilizada foi capaz de afetar os níveis de transcritos da HDAC4, que também é a histona desacetilases mais transcrita em abelhas. Este tratamento também afetou os níveis de expressão da DNA metil transferase Dnmt3. Além disso, pudemos notar que o tratamento foi capaz de alterou os níveis do gene Kruppel-homolog 1 (Kr-h1), gene de resposta imediata ao hormônio juvenil (HJ), que tem um papel importante no desenvolvimento das castas, pois promove a diferenciação dos ovários da rainha. Com relação a análise de expressão gênica feita com ovários dissecadas de operárias larvais e incubados in vitro na presência de 10HDA pudemos notar que alguns genes chave na diferenciação e regulação ovariana, tais como Tudor-SN, lncov2 e ILP-1apresentaram níveis de expressão similares aos de rainhas. Outros genes de interesse como Dnmt3 e Egfr apresentaram um aumento na expressão. Por fim, com relação à análise da atividade enzimática notamos que nas duas fases analisadas não houve diferença na expressão genica entre rainhas e operárias naturais. Além disso, o 10HDA não causou alteração na atividade enzimática como esperado e a incubação de geleia real e geleia de operária com o extrato proteico também não produziu um efeito estatisticamente significante sobre a atividade enzimática. Podemos concluir que a quantidade diferente de 10HDA ingerida por rainhas e operárias não parece afetar a atividade enzimática em si, mas é capaz de afetar a expressão gênica de genes importantes para o desenvolvimento e para a definição características casta-específicas podendo altera-las dessa forma.

Bees of the species Apis mellifera are characterized by a highly advanced social organization, in which the queen and the workers are morphologically distinct and perform specific functions in the hive. The queen is responsible for reproduction, while the workers carry out all the maintenance tasks of the hive. Despite the great morphological and functional differences, queens and workers do not differ genetically, but represent a polyphenism. This is triggered mainly by the differential feeding of the larvae. Royal jelly, produced by nurse bees and offered in large quantities to queen larvae, contains compounds that are thought to regulate the development of the larvae, including their epigenetic state. One of these molecules is 10-hydroxy-2-decenoic acid (10HDA), which is present in higher quantities in royal jelly than in worker jelly. 10HDA has been identified as an inhibitor of histone deacetylase (HDAC) enzyme activity in mammalian cells, and based on this result our aim here was to discover its actual mode of action in the honey bee. We re-annotated the genes that encode the HDACs in the honey bee genome and we analyzed their expression pattern in the larvae. The results showed that there are differences between queens and workers with respect to expression levels, mainly in the older larvae, in the L5F2 stage for HDAC4, and in L5S1 for HDAC6. Subsequently we performed an experiment where larvae were reared for 24 h in vitro on a diet enriched in 10HDA, and we found that the highest concentration used was able to affect the HDAC4 transcript levels, which also is the histone deacetylase that is most highly expressed in bees. We also found that this treatment affected the expression of the dnmt3 gene, which encodes a DNA methyl transferase. In addition, we could see that the treatment was able to affect the expression levels of Krüppel-homolog 1 (Kr-h1), an immediate response gene to juvenile hormone (HJ), which plays an important role in caste development, as it promotes the differentiation of the queen ovary phenotype. Regarding the gene expression analyses made with ovarian tissue treated with 10HDA in vitro, we found that some key genes in ovarian differentiation, such as Tudor-SN, lncov2 and ILP-1, had expression levels similar to those seen in queens. Other genes of interest, such as dnmt3 and Egfr, showed an increase in expression in this treatment Finally, in experiments where were larvae received a 10HDA-enriched diet, or where dissected ovaries or nuclear extracts were exposed to 10HDA in vitro, we found that 10HDA did not affect the HDAC enzymatic activity. This was contrary to what we had expected from our initial hypotheses and the expression pattern of the HDAC genes, but it is consistent with the results of the analysis of respective enzyme activity in queen and worker larvae, where we also could not detect a difference. From this we conclude that the different quantities of 10HDA fed by the nurse bees to the queen and worker larvae do not seem to affect the HDACs enzymatic activity, despite the differences seen in the expression levels of the HDAC genes. This indicates that the primary function of 10HDA provided to the larvae in their diets may not be the inhibition of the histone deacetylases, and as such, would not be likely to have a major effect on the larval epigenetic states.