Медузы показали ученым, как у первых организмов на Земле появился голод

Все мы когда-нибудь испытывали голод и чувство сытости, но мало кто из нас задумывался над процессами, стоящими за этими ощущениями. Хотя на поверхности логическая цепочка связи может выглядеть неимоверно просто: "пустой желудок – голод, полный желудок – сытость", на деле весь процесс регуляции двух этих чувств и их донесения в разы сложнее. По словам ученых, за кулисами наших ощущений руководят нейропептиды. Эти крошечные белки регулируют наше пищевое поведение и встречаются во многих организмах, от мышей до плодовых мушек, пишет Earth. Но как насчет более простых существ, таких как медузы?

В Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и интересные новости из мира науки!

Группа исследователей из Токийского университета недавно изучила этот вопрос. Несмотря на отсутствие централизованной нервной системы, как у млекопитающих, медузы обладают удивительно сложным поведенческим репертуаром. Но их поведение при питании никогда не было тщательно изучено.

Исследователи сосредоточились на Cladonema, небольшом виде медуз с разветвленными щупальцами, которые регулируют свое пищевое поведение в зависимости от уровня голода. Сравнивая профили экспрессии генов у голодных и сытых медуз, они обнаружили пять нейропептидов, которые снижают уровень питания у голодных медуз. В частности, один нейропептид, называемый GLWamide, действует как сигнал сытости, подавляя укорачивание щупалец.

Чтобы проверить, есть ли подобные нейропептиды в других организмах, исследователи также проанализировали плодовых мушек и обнаружили, что их пищевое поведение регулируется нейропептидом миоингибиторным пептидом (МИП). Интересно, что плодовые мушки, лишенные МИП, склонны к перееданию и ожирению. Поскольку МИП и GLWamide имеют структурное сходство, они, вероятно, связаны между собой в процессе эволюции.

Чтобы проверить эту теорию, исследователи обменялись нейропептидами между медузами и плодовыми мушками. Результаты оказались поразительными: МИП подавлял пищевое поведение медуз, как и GLWамид, а GLWамид у плодовых мушек останавливал их аномальное поведение переедания. Это говорит о том, что система GLWamide/МИП функционально сохранилась в ходе эволюции, и подчеркивает глубокое эволюционное происхождение сигнала сытости у самых разных организмов.

"Мы надеемся, что наш сравнительный подход вдохновит на целенаправленное изучение роли молекул, нейронов и цепей в регуляции поведения в более широком эволюционном контексте", – сказал старший автор работы Хирому Танимото, профессор нейробиологии в Токио. В следующий раз, когда вы почувствуете голод или сытость, попытайтесь вообразить, что все эти процессы происходят благодаря миллионам лет эволюции крошечных белков внутри вашего организма.

Ранее Фокус писал про фактор возникновения диабета. Оказывается, что нитраты, содержащиеся в питьевой воде, могут провоцировать появление этого опасного заболевания.