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.