Las medusas y las moscas usan la misma hormona cuando han comido lo suficiente – Ars Technica

La sensación de hambre parece muy simple en la superficie, pero entre bambalinas involucra redes complejas de transmisiones y señales, con múltiples hormonas que influyen en si decidimos comer otra comida o no. La capacidad de saber cuándo dejar de comer parece estar muy extendida entre los animales, lo que sugiere que puede tener profundas raíces evolutivas.

Un nuevo estudio sugiere que al menos una parte del sistema tiene su origen aproximadamente en los animales. Los investigadores han identificado una hormona que usan las medusas para determinar cuándo están llenas y dejan de comer. Descubrieron que es capaz de provocar la misma respuesta en las moscas de la fruta, lo que sugiere que el sistema puede haber estado funcionando en los ancestros muy lejanos de estos dos animales relacionados. Este antepasado vivió antes del período Cámbrico.

Alimentar a los peces (o medusas)

Dado que carecen de equivalentes orales obvios, parecería que sería difícil determinar si las medusas están comiendo, y mucho menos muriendo de hambre. Pero un equipo de investigadores japoneses demostró que el tipo de medusa Cladónima pacífica Tiene una variedad de comportamientos estereotípicos mientras se alimenta, incluidos sus tentáculos que se enganchan a la presa y luego retraen el tentáculo en forma de campana para que la presa pueda ser digerida. Y si continúa alimentando a las medusas con camarones en salmuera, este proceso eventualmente se ralentizará, lo que indica que el animal siente que está bien alimentado. (allá película disponibles para alimentar medusas.)

Para descubrir cómo controlar esto, los investigadores diseccionaron la médula central de la medusa, que contiene sus órganos digestivos, y la campana, que contiene gran parte de la red neuronal del animal. Luego observaron qué genes estaban activos en estos tejidos cuando el animal estaba hambriento o saciado. Y solo para asegurarse de que no haya confusión, también crearon una lista completa de los genes que están activos en los camarones en salmuera que se alimentaron a las medusas. A partir de esto, desarrollaron una lista de hormonas potenciales que estaban activas cuando se alimentaba al animal, pero no cuando tenía hambre.

Finalmente, identificaron 43 genes que codifican pequeñas moléculas que pueden actuar como una hormona. Suelen ser proteínas de tamaño normal que tienen una secuencia repetitiva para que puedan empalmarse y formar un grupo de cadenas cortas de aminoácidos llamadas péptidos. A veces, estos péptidos se modifican aún más antes de que puedan usarse como hormonas.

Los investigadores sintetizaron químicamente los 43 genes y probaron si podían modificar el comportamiento alimentario. Encontraron cinco que; Cuatro de ellos se activaron después de que el animal fue alimentado hasta el punto en que dejó de alimentarse.

Para el estudio, los investigadores optaron por centrarse en uno de estos, con el desafortunado nombre (N) GPPGLWamide (se refirieron a él como GLWa, y yo haré lo mismo). El tratamiento de las medusas con GLWa suprimió la retracción de los tentáculos durante la alimentación casi en el mismo grado que la alimentación de varios camarones en salmuera. También fue interesante porque el gen que codifica está presente en un gran grupo de cnidarios, un grupo de organismos radialmente simétricos que incluye medusas, corales y anémonas. Esto indica que puede desempeñar un papel en la regulación del apetito en diferentes especies.

¿Aquí allí y en todas partes?

Pero los parientes de GLWa no se limitan a los cnidarios. Las versiones relacionadas distantes se encuentran ampliamente en animales. Sin embargo, esto no garantiza que los péptidos se utilicen en los mismos procesos. Entonces, para ver qué podría hacer GLWa en otros lugares, los investigadores recurrieron a un animal de investigación adecuado, la mosca de la fruta. drosófilaque tiene un pariente cercano de GLWa llamado MIP.

Las moscas tratadas con la hormona también muestran supresión del comportamiento alimentario. Y aquellos que carecen del gen que codifica la hormona continúan alimentándose incluso si ya tienen suficiente para comer. Entonces, el equivalente de mosca parece hacer las mismas cosas.

Sin embargo, lo sorprendente es que la versión de la hormona en medusas funciona en las moscas. Se podría reemplazar el gen que codifica la versión de la hormona de la mosca con un gen de medusa, y las moscas mostrarían la regulación normal de la alimentación. O simplemente puede tratar a las moscas con una hormona de medusa y suprimir su alimentación.

Las moscas de la fruta pertenecen al grupo Bilateria, que incluye a todos los animales con un lado derecho e izquierdo definidos. Sabemos que Bilatarians y Cnidarians divergieron de un ancestro común muy temprano en la historia de la vida animal y que esto debe haber ocurrido antes del origen de la mayoría de los grupos de animales actuales, que es lo que sucedió en el período Cámbrico – hay evidencia clara de Bilatarians precámbricos .

El hecho de que la hormona funcione en especies tan separadas sugiere que puede haberse originado mucho antes en la historia de la vida animal. Los investigadores también notaron que parece haber parientes de esta hormona en animales que se ramificaron incluso antes, como las esponjas, que no parecen tener ningún comportamiento alimentario. Incluso hay indicios de un gen similar en células más estrechamente relacionadas con los animales, llamado flagelo represivo.

Una posible explicación es que este sistema estaba regulando el comportamiento de alimentación al principio de la historia de la vida animal en la Tierra. Sin embargo, un argumento en contra de esto es que los organismos como las esponjas no parecen tener ningún comportamiento de alimentación, por lo que no está claro qué haría una hormona como esta en estos animales. La segunda advertencia es que no sabemos cómo funciona esta hormona. Por lo general, se unen a un tipo de receptor, pero este equipo de investigación no ha identificado un receptor GLWa, por lo que es imposible saber si el mismo sistema de señalización se usa tanto en moscas como en medusas, o si las hormonas específicas de la misma especie producen la misma respuesta. a través de mecanismos completamente diferentes.

Hay muchos enfoques potenciales para tener una mejor idea de lo que está pasando con el origen del control del apetito. Por lo tanto, el equipo de investigación aquí no tendrá escasez de experimentos para realizar este trabajo.

PNAS, 2023. DOI: 10.1073/pnas.2221493120 (sobre los DOI).