Las medusas y las moscas de la fruta arrojan luz sobre los orígenes de la regulación del hambre

Resumen: Los investigadores están recurriendo a las medusas y las moscas de la fruta para estudiar la motivación de 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 la motivación para comer (hambre y saciedad) está controlada por hormonas y pequeñas proteínas llamadas neuropéptidos. Se encuentran en una amplia variedad de organismos, como humanos, ratones y moscas de la fruta.

Un fenómeno tan extendido sugiere un origen evolutivo común. Para investigar este fenómeno, el equipo de investigación recurrió a las medusas y las moscas de la fruta y encontró 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 específicas como el cerebro o los ganglios. Sin embargo, las medusas tienen 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 fascinantes criaturas aún no se han estudiado y se sabe poco sobre cómo controlan su ingesta de alimentos.

El equipo, 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 Cladonema, una pequeña medusa con tentáculos ramificados que se puede cultivar en el laboratorio. Estas 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 de las medusas hambrientas y alimentadas», dijo Tanimoto.

“El estado nutricional cambió los niveles de expresión de muchos genes, incluidos los genes que codifican neuropéptidos. Al sintetizar y probar estos neuropéptidos, identificamos cinco que redujeron la alimentación en medusas hambrientas”.

Luego, los investigadores descubrieron cómo uno de esos neuropéptidos, GLWamide, controla la alimentación. Un análisis de comportamiento detallado mostró que GLWamide inhibía la contracción del tentáculo, un paso importante en el transporte de presas capturadas a la boca. Cuando los investigadores etiquetaron la GLWamida, encontraron que estaba presente en las neuronas motoras ubicadas en las bases de los tentáculos y que la alimentación aumentaba 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 para indicar que el cuerpo ha comido lo suficiente.

Sin embargo, la búsqueda de los investigadores para explorar el significado evolutivo de este descubrimiento no se detuvo allí. En cambio, miraron a otras especies. Los patrones de alimentación de las moscas de la fruta están regulados por el péptido mioinhibidor neuropéptido (MIP).

Las moscas de la fruta deficientes en VIH comen más alimentos y eventualmente aumentan de peso. Curiosamente, MIP y GLWamide comparten similitudes en sus estructuras, lo que sugiere que están relacionados evolutivamente.

«Dado que las funciones de GLWamide y MIP se conservan a pesar de 600 millones de años de divergencia, esto nos llevó a preguntarnos si es posible intercambiarlas», dijo Thoma. «E hicimos exactamente eso dando primero MIP a las medusas y luego expresando GLWamide en moscas que no tenían MIP».

Sorprendentemente, MIP redujo la alimentación de Cladonema, al igual que GLWamide. Además, en moscas, GLWamide abolió su sobrealimentación anormal, lo que indica la conservación funcional del sistema GLWamide/MIP en medusas e insectos.

Tanimoto señala que su investigación destaca los profundos orígenes evolutivos de la señal de saciedad conservada y la importancia de utilizar 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 en un contexto evolutivo más amplio».

Sobre esta noticia de investigación en neurociencia

Autor: oficina de prensa
Fuente: Universidad de Tohoku
Contacto: Oficina de Prensa – Universidad de Tohoku
Imagen: Imagen acreditada a Hiromu Tanimoto

Investigacion original. Entrada cerrada.
«Sobre el origen del apetito. en las medusas, la GLWamida representa el neuropéptido de saciedad ancestralPor Hiromu Tanimoto et al. PAN:

Abstracto:

Sobre el origen del apetito. en las medusas, la GLWamida representa el neuropéptido de saciedad ancestral

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 populares. 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. En:

n mosca de la fruta drosófila, el péptido mioinhibidor (MIP) es un péptido relacionado con la saciedad. Sorprendentemente, encontramos que GLWamide y MIP son completamente intercambiables en esta especie evolutivamente distante para la supresión de la alimentación.

Nuestros resultados sugieren que los sistemas de señalización de saciedad en diferentes animales tienen un origen antiguo.