Meduse e moscerini della frutta fanno luce sull’origine della regolazione della fame

riepilogo: I ricercatori si stanno rivolgendo alle meduse e ai moscerini della frutta per esplorare la motivazione per l’alimentazione e per gettare nuova luce sui meccanismi alla base della regolazione dell’alimentazione.

fonte: Università Tohoku

Decenni di ricerca hanno dimostrato che la spinta a nutrirsi, vale a dire la fame e la sensazione di sazietà, è controllata da ormoni e piccole proteine ​​chiamate neuropeptidi. Si trovano in un’ampia varietà di organismi come umani, topi e moscerini della frutta.

Un evento così diffuso suggerisce un’origine evolutiva comune. Per esplorare questo fenomeno, un gruppo di ricerca si è rivolto a meduse e moscerini della frutta e ha scoperto alcuni risultati sorprendenti.

Sebbene le meduse condividessero un antenato comune con i mammiferi almeno 600 milioni di anni fa, i loro corpi sono più semplici. Hanno sistemi nervosi diffusi chiamati reti neurali, a differenza dei mammiferi che hanno strutture più concrete come il cervello o i gangli. Tuttavia, le meduse possiedono un ricco repertorio di comportamenti, tra cui elaborate strategie di foraggiamento, rituali di accoppiamento, sonno e persino apprendimento.

Nonostante la loro importante posizione sull’albero della vita, queste straordinarie creature non sono state studiate e non si sa quasi nulla su come controllano l’assunzione di cibo.

Il gruppo, guidato da Hiromu Tanimoto e Vladimiros Toma della Graduate School of Life Sciences dell’Università di Tohoku, si è concentrato sul cladonema, una piccola medusa con tentacoli biforcuti che può essere coltivata in laboratorio. Le meduse regolano quanto mangiano in base a quanto sono affamate.

“In primo luogo, per comprendere i meccanismi alla base della regolazione dell’alimentazione, abbiamo confrontato i profili di espressione genica nelle meduse affamate e nutrite”, ha affermato Tanimoto.

Lo stato di alimentazione ha alterato i livelli di espressione di diversi geni, inclusi alcuni che codificano per i neuropeptidi. Sintetizzando e testando questi neuropeptidi, ne abbiamo trovati cinque che riducono l’alimentazione nelle meduse affamate”.

I ricercatori hanno poi perfezionato il modo in cui un neuropeptide, GLWamide, controlla l’alimentazione. Un’analisi comportamentale dettagliata ha rivelato che GLWamide inibisce l’accorciamento dei tentacoli, un passaggio fondamentale per spostare la preda catturata verso la bocca. Quando i ricercatori lo hanno chiamato GLWamide, hanno scoperto che è presente nei motoneuroni situati alla base dei tentacoli, alimentando l’aumento dei livelli di GLWamide.

Ciò ha portato alla conclusione che GLWamide, nel Cladonema, agisce come un segnale di sazietà, un segnale inviato al sistema nervoso che indica che il corpo ha abbastanza da mangiare.

Tuttavia, la ricerca dei ricercatori per esplorare il significato evolutivo di questa scoperta non si è fermata qui. Invece, hanno guardato ad altre specie. I modelli di alimentazione della drosofila sono regolati da un peptide neuromuscolare (MIP).

I moscerini della frutta privi di MIP mangiano più cibo e alla fine diventano obesi. È interessante notare che MIP e GLWamide condividono somiglianze nella loro struttura, indicando che sono correlate attraverso l’evoluzione.

“Poiché le funzioni di GLWamide e MIP sono state conservate nonostante 600 milioni di anni di divergenza, questo ci ha spinto a considerare se i due potrebbero essere intercambiabili”, ha detto Toma. “E abbiamo fatto proprio questo, prima somministrando MIP alle meduse e poi esprimendo GLWamide nelle mosche senza MIP”.

Sorprendentemente, il MIP ha ridotto l’alimentazione del Cladonema, proprio come ha fatto il GLWamide. Inoltre, la GLWamide nelle mosche ha evitato un eccesso di cibo anormale, indicando la conservazione funzionale del sistema GLWamide/MIP nelle meduse e negli insetti.

Tanimoto osserva che la loro ricerca evidenzia le profonde origini evolutive di questo segnale di sazietà conservato e l’importanza di sfruttare un approccio comparativo. “Speriamo che il nostro approccio comparativo ispiri un’indagine mirata sul ruolo di molecole, neuroni e circuiti nella regolazione del comportamento all’interno di un contesto evolutivo più ampio”.

Informazioni su questa notizia sulla ricerca sulle neuroscienze

autore: ufficio stampa
fonte: Università Tohoku
comunicazione: Ufficio Stampa – Università di Tohoku
immagine: Immagine attribuita a Hiromu Tanimoto

Ricerca originale: Accesso chiuso.
“Per quanto riguarda l’origine dell’appetito: GLWamide nelle meduse rappresenta un neuropeptide di sazietà ereditato.Scritto da Hiromu Tanimoto et al. PNAS

un sommario

Per quanto riguarda l’origine dell’appetito: GLWamide nelle meduse rappresenta un neuropeptide di sazietà ereditato.

L’assunzione di cibo è regolata dallo stato interno. Questa funzione è mediata da ormoni e neuropeptidi, che sono meglio caratterizzati nelle comuni specie modello. Tuttavia, le origini evolutive di tali neuropeptidi che regolano l’alimentazione sono poco conosciute. Abbiamo usato le meduse cladonema per rispondere a questa domanda.

I nostri approcci trascrittomici, comportamentali e anatomici combinati hanno identificato GLWamide come un peptide che sopprime l’alimentazione che inibisce selettivamente la contrazione dei tentacoli in questa medusa. IO

n Drosophila Drosofila, il peptide inibitorio muscolare (MIP) è un peptide che lega la sazietà. Sorprendentemente, abbiamo scoperto che GLWamide e MIP erano completamente intercambiabili in queste specie evolutivamente distanti per l’inibizione dell’alimentazione.

I nostri risultati indicano che i sistemi di segnalazione della sazietà di diversi animali condividono un’origine antica.