Medúzy a ovocné mušky vrhají světlo na původ regulace hladu

souhrn: Vědci se obracejí na medúzy a ovocné mušky, aby prozkoumali motivaci ke krmení a vrhli nové světlo na mechanismy, které jsou základem regulace krmení.

zdroj: Univerzita Tohoku

Desítky let výzkumu ukázaly, že touha po jídle, tedy hlad a pocit sytosti, je řízena hormony a malými proteiny nazývanými neuropeptidy. Nacházejí se v široké škále organismů, jako jsou lidé, myši a ovocné mušky.

Takový rozšířený výskyt naznačuje společný evoluční původ. Aby prozkoumala tento fenomén, výzkumná skupina se obrátila na medúzy a ovocné mušky a objevila některé překvapivé výsledky.

Přestože měly medúzy před nejméně 600 miliony let společného předka se savci, jejich těla jsou jednodušší. Mají difúzní nervový systém nazývaný neuronové sítě, na rozdíl od savců, kteří mají konkrétnější struktury, jako je mozek nebo ganglia. Medúzy však mají bohatý repertoár chování, včetně propracovaných strategií hledání potravy, rituálů páření, spánku a dokonce i učení.

Navzdory svému důležitému postavení na stromě života zůstávají tito pozoruhodní tvorové neprobádaní a o tom, jak kontrolují příjem potravy, není známo téměř nic.

Skupina vedená Hiromu Tanimotem a Vladimirosem Tomou z Graduate School of Life Sciences Univerzity Tohoku se zaměřila na cladonema, malou medúzu s rozeklanými chapadly, kterou lze kultivovat v laboratoři. Medúzy regulují, kolik toho sní, podle toho, jaký mají hlad.

„Za prvé, abychom porozuměli mechanismům, které jsou základem regulace krmení, porovnali jsme profily genové exprese u hladovějících a krmených medúz,“ řekl Tanimoto.

Stav krmení změnil úrovně exprese několika genů, včetně některých, které kódují neuropeptidy. Syntézou a testováním těchto neuropeptidů jsme našli pět, které snižují krmení hladových medúz.“

Vědci poté zdokonalili, jak neuropeptid, GLWamid, kontroluje krmení. Podrobná analýza chování odhalila, že GLWamid inhibuje zkracování chapadel, což je kritický krok pro přesun ulovené kořisti do tlamy. Když jej vědci pojmenovali GLWamide, zjistili, že je přítomen v motorických neuronech umístěných na základnách chapadel, což podporuje zvýšené hladiny GLWamidu.

To vedlo k závěru, že GLWamide v Cladonema působí jako signál sytosti – signál vysílaný do nervového systému, který naznačuje, že tělo má dostatek jídla.

Snaha výzkumníků prozkoumat evoluční význam tohoto nálezu však neskončila. Místo toho se podívali na jiné druhy. Vzorce krmení Drosophila jsou regulovány neuromuskulárním peptidem (MIP).

Ovocné mušky postrádající MIP jedí více potravy a nakonec se stanou obézní. Je zajímavé, že MIP a GLWamide sdílejí podobnosti ve své struktuře, což naznačuje, že jsou příbuzné prostřednictvím evoluce.

„Vzhledem k tomu, že funkce GLWamide a MIP byly zachovány i přes 600 milionů let divergence, přimělo nás to zvážit, zda mohou být tyto dvě zaměnitelné,“ řekl Toma. „A právě to jsme udělali, nejprve podáním MIP medúzám a poté exprimováním GLWamidu v mouchách bez MIP.“

Překvapivě, MIP snížil krmení Cladonema, stejně jako GLWamide. Navíc GLWamid u much odvrátil abnormální přejídání, což ukazuje na funkční zachování systému GLWamide/MIP u medúz a hmyzu.

Tanimoto poznamenává, že jejich výzkum zdůrazňuje hluboký evoluční původ tohoto konzervovaného signálu sytosti a důležitost využití komparativního přístupu. „Doufáme, že náš srovnávací přístup bude inspirovat cílené zkoumání role molekul, neuronů a obvodů při regulaci chování v širším evolučním kontextu.“

O těchto zprávách z výzkumu neurověd

autor: tisková kancelář
zdroj: Univerzita Tohoku
sdělení: Tisková kancelář – Univerzita Tohoku
obrázek: Obrázek připsán Hiromu Tanimotovi

Původní vyhledávání: Uzavřený přístup.
„Pokud jde o původ chuti k jídlu: GLWamid v medúzách představuje zděděný neuropeptid sytosti.Napsal Hiromu Tanimoto a kol. PNAS

shrnutí

Pokud jde o původ chuti k jídlu: GLWamid v medúzách představuje zděděný neuropeptid sytosti.

Příjem potravy je regulován vnitřním stavem. Tato funkce je zprostředkována hormony a neuropeptidy, které jsou lépe charakterizovány u běžných modelových druhů. Evoluční původ takových neuropeptidů regulujících krmení je však špatně pochopen. Použili jsme medúzy kladonema řešit tuto otázku.

Naše kombinované transkriptomické, behaviorální a anatomické přístupy identifikovaly GLWamid jako peptid potlačující krmení, který selektivně inhibuje kontrakci chapadel u této medúzy. já

n Drosophila Drosophilasvalový inhibiční peptid (MIP) je peptid vázající sytost. Překvapivě jsme zjistili, že GLWamid a MIP byly u těchto evolučně vzdálených druhů zcela zaměnitelné pro inhibici krmení.

Naše výsledky naznačují, že signalizační systémy sytosti různých zvířat mají prastarý původ.