«Маточное молочко вязкое, липкое и желеобразное, поэтому оно называется« желе ». Это похоже на смесь мармелада и меда », — говорит старший автор исследования Аня Баттштедт, молекулярный эколог, проводившая исследование в Университете Мартина Лютера в Галле-Виттенберге. И, как варенье в перевернутой банке, оно достаточно вязкое, чтобы цепляться за потолок маточника и удерживать личинку в подвешенном состоянии по мере ее роста.Личинкам, которым суждено стать матками, не обязательно висеть, чтобы развиваться должным образом. Но они слишком велики, чтобы поместиться в соты улья, и часто единственное место в улье, где достаточно места для маточников, свисает со дна улья.
В то время как другие личинки получают небольшое количество пищевого желе напрямую, рабочие пчелы запихивают его в маточную клетку в огромных количествах, образуя липкую массу, которая одновременно питает личинку и удерживает ее на месте.Это ограниченное пространство делает вязкость маточного молочка чрезвычайно важной, поэтому Баттштедт и ее команда были удивлены, когда их эксперименты с белками, составляющими вещество, полностью изменили его консистенцию. «Он был абсолютно жидким, почти водянистым», — говорит она. Чтобы понять, что произошло, исследователи посмотрели на маточное молочко, которое обычно имеет pH 4 и несколько разных уровней pH. Они обнаружили, что между pH 4 и pH 5 вязкость маточного молочка резко меняется, а при нейтральном pH оно имеет странную жидкую консистенцию.
«А потом мы поняли, что белок, который мы очищали при pH 4, был каким-то образом намного больше по размеру, чем мы ожидали от его аминокислотной последовательности. В большинстве протоколов очистки используется pH 7, поэтому другие люди никогда не ожидали и не видели огромных размеров белка. белок », — говорит она.
Она обнаружила, что основной белок маточного молочка, MRJP1, полимеризуется с другим белком в более кислых условиях, образуя сеть волокон. Эти волокна увеличивают размер белка и играют решающую роль в изменении вязкости желе. «В конце концов, это было недостающим звеном между pH, изменением вязкости и белком», — говорит она.До сих пор неясно, как эти волокна изменяют вязкость маточного молочка. Но у нее есть хорошая гипотеза о том, почему это изменение необходимо: маточное молочко вырабатывается в железах рабочих пчел и должно быть достаточно жидким, чтобы проходить через их железистые протоки.
Производство желе фактически происходит в двух отдельных железах, одна из которых производит белки с нейтральным pH, а другая производит жирные кислоты, которые могут снизить указанный pH, когда два секрета наконец встретятся.У других видов есть аналогичные механизмы pH, которые регулируют образование важнейших белков. У людей белок, который служит каркасом для синтеза меланина, образует волокна только при pH 6 в определенных органеллах. Другой пример — паучий шелк. «Вы не хотите, чтобы он был слишком липким в железе, где он производится, но когда шелк выходит наружу, происходят изменения pH, которые способствуют превращению его в настоящий прочный шелк», — объясняет она.
Так что изменение вязкости маточного молочка, зависящее от pH, действительно имеет большой смысл — просто никто никогда не смотрел на это раньше.«Чем дольше я думаю об этом, тем меньше удивляюсь», — говорит Баттштедт.
Тем не менее, она планирует продолжить изучение маточного молочка и того, как оно работает, чтобы превратить нормальных личинок в маток. «В маточном молочке есть много других белков, и я хотел бы узнать, что все они делают. Поскольку эти белки существуют таким образом только у медоносных пчел, они, скорее всего, используют их для чего-то особенного».