A medúzák és a legyek ugyanazt a hormont használják, amikor eleget ettek – Ars Technica

Az éhségérzet a felszínen nagyon egyszerűnek tűnik, de a színfalak mögött összetett átviteli és jelzési hálózatokat foglal magában, és több hormon befolyásolja, hogy úgy döntünk-e, hogy eszünk-e még egyet. Az a képesség, hogy tudjuk, mikor kell abbahagyni az evést, széles körben elterjedt az állatok körében, ami arra utal, hogy mély evolúciós gyökerei lehetnek.

Egy új tanulmány szerint a rendszer legalább egy része nagyjából állatokra vezethető vissza. A kutatók azonosítottak egy hormont, amelyet a medúzák arra használnak, hogy megállapítsák, mikor vannak jóllaktak, és mikor hagyják abba az evést. Azt találták, hogy ugyanazt a reakciót képes kiváltani a gyümölcslegyekben, ami arra utal, hogy a rendszer működhetett e két rokon állat nagyon távoli őseinél. Ez az ős a kambrium korszak előtt élt.

Etesd meg a halat (vagy medúzát)

Mivel nincsenek nyilvánvaló szóbeli megfelelőik, úgy tűnik, hogy nehéz lenne megállapítani, hogy a medúza eszik-e, nem is beszélve arról, hogy éhezik. De egy japán kutatócsoport kimutatta, hogy a medúza típusa Cladonima pacificum Etetés közben számos sztereotip viselkedést tanúsít, beleértve a csápokat a prédához tapadva, majd visszahúzza a csápot egy csengőbe, így a zsákmány megemészthető. És ha továbbra is eteti a medúza sós garnélarákot, ez a folyamat végül lelassul, jelezve, hogy az állat érzi, hogy jól táplált. (ott film medúza etetésére használható.)

Hogy kiderítsék, hogyan lehet ezt ellenőrizni, a kutatók feldarabolták a medúza központi velőjét, amely emésztőszerveit tartalmazza, és a harangot, amely az állat ideghálózatának nagy részét tartalmazza. Aztán megvizsgálták, hogy ezekben a szövetekben mely gének aktívak, amikor az állat éhes vagy jóllakott volt. És csak a félreértések elkerülése érdekében elkészítették a medúzákkal etetett sós garnélarákban aktív gének teljes listáját. Ebből összeállították a potenciális hormonok listáját, amelyek aktívak voltak, amikor az állatot táplálták, de nem, amikor éhes volt.

Végül 43 gént azonosítottak, amelyek olyan kis molekulákat kódolnak, amelyek hormonként működhetnek. Ezek általában normál méretű fehérjék, amelyek ismétlődő szekvenciával rendelkeznek, így összeilleszthetők rövid aminosavláncok csoportjába, amelyeket peptideknek neveznek. Néha ezeket a peptideket tovább módosítják, mielőtt hormonként felhasználnák őket.

A kutatók kémiai úton szintetizálták mind a 43 gént, és megvizsgálták, hogy módosíthatják-e a táplálkozási viselkedést. Találtak öt ilyet; Négy közülük azután aktiválódott, hogy az állatot addig a pontig etették, ahol abbahagyta az etetést.

A tanulmányhoz a kutatók úgy döntöttek, hogy ezek közül az egyikre összpontosítanak, a szerencsétlen elnevezéssel (N) GPPGLWamide (ők GLWa néven hivatkoztak rá, és én is ezt teszem). A medúzák GLWa-val történő kezelése majdnem ugyanolyan mértékben elnyomta a csápok visszahúzódását etetés közben, mint a többszörös sós garnélarák etetése. Azért is volt érdekes, mert az általa kódolt gén a cnidáriumok nagy csoportjában van jelen, egy radiálisan szimmetrikus organizmuscsoportban, amelybe a medúza, a korall és a kökörcsin tartozik. Ez azt jelzi, hogy szerepet játszhat az étvágy szabályozásában különböző fajoknál.

itt ott és mindenhol?

De GLWa rokonai nem korlátozódnak a cnidárokra. A távoli rokon változatok széles körben megtalálhatók az állatokban. Ez azonban nem garantálja, hogy a peptideket ugyanabban a folyamatban használják fel. Ezért, hogy megtudják, mit tud a GLWa máshol, a kutatók egy megfelelő kutatóállathoz, a gyümölcslégyhez fordultak. Drosophilaamelynek a GLWa MIP nevű közeli rokona van.

A hormonnal kezelt legyek a táplálkozási viselkedés visszaszorulását is mutatják. Akikből pedig hiányzik a hormont kódoló gén, akkor is tovább táplálkoznak, ha már bőven van mit enniük. Tehát úgy tűnik, hogy a légy megfelelője ugyanazokat a dolgokat csinálja.

A csodálatos dolog azonban az, hogy a hormon medúza változata a legyekben működik. A hormon légy változatát kódoló gént lecserélhetnéd egy medúza génre, és a legyek megmutatnák a táplálkozás normális szabályozását. Vagy egyszerűen kezelheti a legyeket medúzahormonnal, és elnyomhatja a táplálkozásukat.

A gyümölcslegyek a Bilateria csoportba tartoznak, amely magában foglal minden olyan állatot, amelynek határozott jobb és bal oldala van. Tudjuk, hogy a bilatárok és a cnidárok nagyon korán eltértek egy közös őstől az állatok életének történetében, és ennek a legtöbb jelenlegi állatcsoport keletkezése előtt kellett történnie, ami a kambrium korszakban történt – egyértelmű bizonyíték van a prekambriumi bilatárokra. .

Az a tény, hogy a hormon ilyen jól elkülönülő fajokban működik, arra utal, hogy sokkal korábban keletkezhetett az állatok életének történetében. A kutatók azt is megjegyzik, hogy úgy tűnik, hogy ennek a hormonnak rokonai vannak olyan állatokban, amelyek még korábban elágaztak, például a szivacsokban, amelyek úgy tűnik, hogy egyáltalán nem táplálkoznak. Még utalások is vannak egy hasonló génre az állatokkal közelebbről rokon sejtekben, az úgynevezett represszív flagellumban.

Az egyik lehetséges magyarázat az, hogy ez a rendszer szabályozta a táplálkozási viselkedést a Föld állatvilágának történetének korai szakaszában. Az egyik érv azonban ez ellen az, hogy az olyan szervezetek, mint a szivacsok, úgy tűnik, nem táplálkoznak, így nem világos, hogy egy ilyen hormon mit csinálna ezekben az állatokban. A második figyelmeztetés az, hogy nem tudjuk, hogyan működik ez a hormon. Általában egy típusú receptorhoz kötődnek, de ez a kutatócsoport nem azonosított GLWa receptort, így nem lehet tudni, hogy ugyanazt a jelzőrendszert használják-e mind a legyeknél, mind a medúzáknál, vagy az ugyanazon fajra jellemző hormonok ugyanazt a választ adják teljesen más mechanizmusokon keresztül.

Számos lehetséges megközelítés létezik annak érdekében, hogy jobb képet kapjunk arról, mi történik az étvágyszabályozás eredetével. Ezért az itteni kutatócsoportnak nem lesz hiánya kísérletekben a munka folytatásához.

PNAS, 2023. DOI: 10.1073/pnas.2221493120 (a DOI-król).