Bienenlarven werden nur dann zu Königinnen, wenn sie große Mengen Gelée Royale erhalten. Gelée Royale bestimmt aber nicht nur, ob eine Larve Königin wird. Es hält die Königinnenmade auch in der Weiselzelle fest, wie eine im Fachmagazin "Current Biology" konstatiert. Die Forschungsarbeit belegt die Rolle, die der pH-Wert von Gelée Royale dabei spielt, die Schwerkraft zu überlisten.
Gelée Royale ist leicht viskos und klebrig. Es ist wie eine Mischung aus Marmelade und Honig, so Anja Buttstedt, Molekularbiologin und Hauptautorin der Studie an der Martin-Luther-Universität in Halle-Wittenberg. Und wie in einem Marmeladenglas ist es viskos genug, um vom Dach der Zelle und der Königinnenlarve zu hängen und während des Wachstums sogar in der Schwebe zu bleiben.
Larven, die dazu bestimmt sind, Königinnen zu werden, müssen nicht unbedingt in Weiselzellen hängen, um sich richtig zu entwickeln. Aber sie sind zu groß, um in normale Brutzellen zu passen. Deshalb kreieren die Arbeiterinnen zumeist am unteren Rähmchenrand, wo genügend Platz vorhanden ist, lange Weiselzellen. Während andere Larven sich direkt von kleinen Mengen Futtergelee ernähren, schaffen Arbeiterinnen große Mengen Gelee Royale in die Weiselzelle - eine klebrige Masse, die die Larve nährt und an Ort und Stelle hält.
Die Platzbeschränkung, wenn die Made wächst, erhöht die Viskosität von Gelée Royale. Buttstedt und ihr Team waren überrascht, dass die Proteine des Gelées bei ihren Tests die Konsistenz vollständig veränderten. Es wurde völlig flüssig, fast wässrig. Um zu verstehen, was passiert ist, analysierten die Forscher Gelée Royale, das normalerweise einen pH-Wert von 4 hat, bei verschiedenen pH-Werten. Sie fanden heraus, dass zwischen pH 4 und pH 5 die Beschaffenheit von Gelée Royale drastisch veränderte: es wurde ph-neutral und seltsam flüssig.
"Bei genauerem Hinsehen stellten wir fest, dass das Protein, das wir bei pH 4 gereinigt hatten, viel größer war, als wir es von seiner Aminosäuresequenz erwartet hatten", fasste Buttstedt zusammen. Die meisten Reinigungsprotokolle verwendeten einen pH-Wert von 7, weshalb in den anderen Studien keine solche Proteingröße erwartet wurde. Sie entdeckte, dass das Hauptprotein aus Gelée Royale, MRJP1, unter saureren Bedingungen mit einem anderen Protein polymerisiert, um ein Fasernetzwerk zu bilden. Diese Fasern erhöhten die Größe des Proteins und spielten eine entscheidende Rolle bei der Änderung der Viskosität der Gelatine. Es war das fehlende Bindeglied zwischen pH-Wert, Viskositätsänderung und Protein.
Es ist nicht bekannt, wie diese Fasern die Viskosität von Gelée Royale verändern. Die Wissenschaftlerin vermutete jedoch, warum eine Änderung überhaupt nötig ist. Gelée Royale wird in den Drüsen von Arbeiterinnen produziert und muss flüssig genug sein, um ihre Drüsenkanäle zu durchqueren. Die Produktion von Gelatine erfolgt tatsächlich in zwei getrennten Drüsen, von denen eine die Proteine mit neutralem pH-Wert und eine andere Fettsäuren produziert, die den pH-Wert senken können - wenn sich die beiden Sekrete wie bei einem Zwei-Komponenten-Kleber verbinden.
Andere Tierarten haben ähnliche pH-Mechanismen, die die Bildung entscheidender Proteine regulieren. Beim Menschen bildet ein Protein, das als Rückgrat für die Melaninsynthese dient, in bestimmten Organellen nur pH-6-Fasern. Ein anderes Beispiel ist Spinnenseide. Da es in der produzierenden Drüse nicht zu klebrig sein darf, gibt es beim Aussondern der Fasern pH-Änderungen, die die Fasern erst zu echter Seide machen. Die Änderung der Viskosität von pH-abhängigem Gelée Royale ist also durchaus sinnvoll.
Die Forscherin plant, weitere Gelée-Royale-Studien zur Umwandlung normaler Larven in Königinnen zu machen: "Es gibt viele andere Proteine in Gelée Royale, und ich würde gerne wissen, wie sie funktionieren, weil diese Proteine nur in Bienen existieren und sie sie höchstwahrscheinlich verwenden, um etwas ganz Besonderes zu tun."
Quelle: http://www.cell.com/current-biology/abstract/S0960-9822(18)30207-0
Bilder: By Waugsberg - Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4036057
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