Medúzy a ovocné mušky vrhajú svetlo na pôvod regulácie hladu

zhrnutie: Výskumníci sa obracajú na medúzy a ovocné mušky, aby preskúmali motiváciu kŕmenia a vrhli nové svetlo na mechanizmy, ktoré sú základom regulácie kŕmenia.

zdroj: Univerzita Tohoku

Desaťročia výskumu ukázali, že túžbu po kŕmení, teda hlad a pocit sýtosti, riadia hormóny a malé bielkoviny nazývané neuropeptidy. Nachádzajú sa v širokej škále organizmov, ako sú ľudia, myši a ovocné mušky.

Takýto rozšírený výskyt naznačuje spoločný evolučný pôvod. Na preskúmanie tohto javu sa výskumná skupina obrátila na medúzy a ovocné mušky a objavila niekoľko prekvapivých výsledkov.

Hoci medúzy mali spoločného predka s cicavcami najmenej pred 600 miliónmi rokov, ich telá sú jednoduchšie. Majú difúzne nervové systémy nazývané neurónové siete, na rozdiel od cicavcov, ktoré majú konkrétnejšie štruktúry, ako je mozog alebo gangliá. Medúzy však majú bohatý repertoár správania, vrátane prepracovaných stratégií hľadania potravy, rituálov párenia, spánku a dokonca aj učenia.

Napriek ich dôležitému postaveniu na strome života zostávajú tieto pozoruhodné tvory neprebádané a takmer nič sa nevie o tom, ako kontrolujú príjem potravy.

Skupina, ktorú viedli Hiromu Tanimoto a Vladimiros Toma z Tohoku University Graduate School of Life Sciences, sa zamerala na cladonema, malú medúzu s vidlicovitými chápadlami, ktorú možno kultivovať v laboratóriu. Medúzy regulujú, koľko zjedia na základe toho, aký sú hladní.

„Po prvé, aby sme pochopili mechanizmy, ktoré sú základom regulácie kŕmenia, porovnali sme profily génovej expresie u hladovaných a kŕmených medúz, “ povedal Tanimoto.

Stav kŕmenia zmenil hladiny expresie niekoľkých génov, vrátane niektorých, ktoré kódujú neuropeptidy. Syntézou a testovaním týchto neuropeptidov sme našli päť, ktoré znížili kŕmenie hladných medúz.“

Vedci potom spresnili, ako neuropeptid, GLWamid, kontroluje kŕmenie. Podrobná behaviorálna analýza odhalila, že GLWamid inhibuje skracovanie chápadiel, čo je kritický krok na presun ulovenej koristi do úst. Keď ho výskumníci nazvali GLWamid, zistili, že je prítomný v motorických neurónoch umiestnených na základoch chápadiel, čo poháňa zvýšené hladiny GLWamidu.

READ  Ako vidieť zelenú kométu priblížiť sa k nám prvýkrát za 50 000 rokov

To viedlo k záveru, že GLWamid v Cladoneme pôsobí ako signál sýtosti – signál vyslaný do nervového systému, ktorý naznačuje, že telo má dostatok jedla.

Snaha výskumníkov preskúmať evolučný význam tohto nálezu sa tým však neskončila. Namiesto toho sa pozreli na iné druhy. Vzorce kŕmenia Drosophila sú regulované neuromuskulárnym peptidom (MIP).

Medúza Cladonema pacificum. Poďakovanie: Hiromu Tanimoto

Ovocné mušky, ktorým chýba MIP, jedia viac potravy a nakoniec sa stanú obéznymi. Je zaujímavé, že MIP a GLWamid zdieľajú podobnosti vo svojej štruktúre, čo naznačuje, že sú spojené prostredníctvom evolúcie.

„Keďže funkcie GLWamidu a MIP boli zachované aj napriek 600 miliónom rokov divergencie, podnietilo nás to zvážiť, či môžu byť tieto dve zameniteľné,“ povedal Toma. „A práve to sme urobili, najprv podaním MIP medúzam a potom expresiou GLWamidu v muchách bez MIP.“

Úžasne, MIP znížil kŕmenie Cladonema, rovnako ako GLWamid. Okrem toho GLWamid v muchách zabránil abnormálnemu prejedaniu, čo naznačuje funkčnú ochranu systému GLWamid / MIP u medúz a hmyzu.

Tanimoto poznamenáva, že ich výskum zdôrazňuje hlboký evolučný pôvod tohto zachovaného signálu sýtosti a dôležitosť využitia porovnávacieho prístupu. „Dúfame, že náš porovnávací prístup inšpiruje cielené skúmanie úlohy molekúl, neurónov a obvodov pri regulácii správania v širšom evolučnom kontexte.“

O týchto správach o výskume neurovedy

autor: tlačová kancelária
zdroj: Univerzita Tohoku
komunikácia: Tlačová kancelária – Univerzita Tohoku
obrázok: Obrázok pripísaný Hiromu Tanimotovi

Pôvodné vyhľadávanie: Uzavretý prístup.
Čo sa týka pôvodu chuti do jedla: GLWamid v medúzach predstavuje dedičný neuropeptid sýtosti.Napísal Hiromu Tanimoto a kol. PNAS


Súhrn

Čo sa týka pôvodu chuti do jedla: GLWamid v medúzach predstavuje dedičný neuropeptid sýtosti.

Príjem potravy je regulovaný vnútorným stavom. Táto funkcia je sprostredkovaná hormónmi a neuropeptidmi, ktoré sú lepšie charakterizované u bežných modelových druhov. Evolučný pôvod takýchto neuropeptidov regulujúcich kŕmenie je však nedostatočne pochopený. Použili sme medúzy kladonema riešiť túto otázku.

READ  Spätné štarty SpaceX Falcon Heavy a Starlink sú pravdepodobne vo štvrtok

Naše kombinované transkriptomické, behaviorálne a anatomické prístupy identifikovali GLWamid ako peptid potláčajúci kŕmenie, ktorý selektívne inhibuje kontrakciu chápadiel u tejto medúzy. ja

n Drosophila Drosophilasvalový inhibičný peptid (MIP) je peptid viažuci sýtosť. Prekvapivo sme zistili, že GLWamid a MIP boli v týchto evolučne vzdialených druhoch úplne zameniteľné na inhibíciu kŕmenia.

Naše výsledky naznačujú, že signalizačné systémy nasýtenia rôznych zvierat majú starý pôvod.

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *