resumen: Los investigadores están recurriendo a las medusas y las moscas de la fruta para explorar la motivación de la alimentación y arrojar nueva luz sobre los mecanismos subyacentes a la regulación de la alimentación.
fuente: Universidad de Tohoku
Décadas de investigación han demostrado que el impulso de alimentarse, es decir, el hambre y la sensación de saciedad, está controlado por hormonas y pequeñas proteínas llamadas neuropéptidos. Se encuentran en una amplia variedad de organismos como humanos, ratones y moscas de la fruta.
Una ocurrencia tan extendida sugiere un origen evolutivo común. Para explorar este fenómeno, un grupo de investigación recurrió a las medusas y las moscas de la fruta y descubrió algunos resultados sorprendentes.
Aunque las medusas compartieron un ancestro común con los mamíferos hace al menos 600 millones de años, sus cuerpos son más simples. Tienen sistemas nerviosos difusos llamados redes neuronales, a diferencia de los mamíferos que tienen estructuras más concretas como el cerebro o los ganglios. Sin embargo, las medusas poseen un rico repertorio de comportamientos, que incluyen elaboradas estrategias de alimentación, rituales de apareamiento, sueño e incluso aprendizaje.
A pesar de su importante posición en el árbol de la vida, estas notables criaturas siguen sin ser estudiadas y casi nada se sabe acerca de cómo controlan su ingesta de alimentos.
El grupo, dirigido por Hiromu Tanimoto y Vladimiros Toma de la Escuela de Graduados en Ciencias de la Vida de la Universidad de Tohoku, se centró en el cladonema, una pequeña medusa con tentáculos bifurcados que se puede cultivar en el laboratorio. Las medusas regulan cuánto comen en función del hambre que tengan.
«Primero, para comprender los mecanismos subyacentes a la regulación de la alimentación, comparamos los perfiles de expresión génica en medusas hambrientas y alimentadas», dijo Tanimoto.
El estado de alimentación alteró los niveles de expresión de varios genes, incluidos algunos que codifican neuropéptidos. Al sintetizar y probar estos neuropéptidos, encontramos cinco que redujeron la alimentación en medusas hambrientas».
Luego, los investigadores refinaron cómo un neuropéptido, GLWamide, controla la alimentación. Un análisis detallado del comportamiento reveló que la GLWamida inhibe el acortamiento de los tentáculos, un paso crítico para mover la presa capturada a la boca. Cuando los investigadores lo llamaron GLWamida, descubrieron que está presente en las neuronas motoras ubicadas en las bases de los tentáculos, lo que impulsa el aumento de los niveles de GLWamida.
Esto llevó a la conclusión de que GLWamide, en Cladonema, actúa como una señal de saciedad, una señal enviada al sistema nervioso que indica que el cuerpo tiene suficiente para comer.
Sin embargo, la búsqueda de los investigadores para explorar el significado evolutivo de este hallazgo no se detuvo allí. En cambio, miraron a otras especies. Los patrones de alimentación de Drosophila están regulados por un péptido neuromuscular (MIP).
Las moscas de la fruta que carecen de MIP comen más alimentos y eventualmente se vuelven obesas. Curiosamente, MIP y GLWamide comparten similitudes en su estructura, lo que indica que están relacionados a través de la evolución.
«Dado que las funciones de GLWamide y MIP se han conservado a pesar de 600 millones de años de divergencia, esto nos llevó a considerar si los dos podrían ser intercambiables», dijo Toma. «E hicimos exactamente eso, primero administrando MIP a las medusas y luego expresando GLWamide en moscas sin MIP».
Sorprendentemente, MIP redujo la alimentación de Cladonema, tal como lo hizo GLWamide. Además, la GLWamida en moscas evitó la sobrealimentación anormal, lo que indica una conservación funcional del sistema GLWamida/MIP en medusas e insectos.
Tanimoto señala que su investigación destaca los profundos orígenes evolutivos de esta señal de saciedad conservada y la importancia de aprovechar un enfoque comparativo. «Esperamos que nuestro enfoque comparativo inspire una investigación centrada en el papel de las moléculas, las neuronas y los circuitos en la regulación del comportamiento dentro de un contexto evolutivo más amplio».
Acerca de estas noticias de investigación en neurociencia
autor: oficina de prensa
fuente: Universidad de Tohoku
comunicación: Oficina de Prensa – Universidad de Tohoku
imagen: Imagen acreditada a Hiromu Tanimoto
Búsqueda original: Acceso cerrado.
«En cuanto al origen del apetito: la GLWamida en las medusas representa un neuropéptido de saciedad heredado.Escrito por Hiromu Tanimoto et al. PNAS
un resumen
En cuanto al origen del apetito: la GLWamida en las medusas representa un neuropéptido de saciedad heredado.
La ingesta de alimentos está regulada por el estado interno. Esta función está mediada por hormonas y neuropéptidos, que se caracterizan mejor en especies modelo comunes. Sin embargo, los orígenes evolutivos de tales neuropéptidos que regulan la alimentación son poco conocidos. Usamos medusas cladonema para abordar esta pregunta.
Nuestros enfoques transcriptómicos, conductuales y anatómicos combinados identificaron a la GLWamida como un péptido supresor de la alimentación que inhibe selectivamente la contracción del tentáculo en esta medusa. I
n Drosófila drosófila, el péptido inhibidor muscular (MIP) es un péptido de unión a la saciedad. Sorprendentemente, encontramos que GLWamide y MIP eran completamente intercambiables en estas especies evolutivamente distantes para la inhibición de la alimentación.
Nuestros resultados indican que los sistemas de señalización de saciedad de diversos animales comparten un origen antiguo.
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