I biologi del California Institute of Technology (Caltech) e dell'Università di Yale hanno identificato due geni, il neuropeptide leucokinin e il recettore leucokinin, che appaiono per regolare le dimensioni e la frequenza pasto nel moscerino della frutta. Entrambi i geni hanno omologhi nei mammiferi che sembrano svolgere un ruolo simile in assunzione di cibo, indicando che le misure che la farina di dimensioni di controllo e di frequenza dei pasti non sono solo comportamentali simili, ma sono controllati dai geni stessi in tutto il regno animale.
Un documento che descrive il lavoro apparirà nel numero di 8 giugno della rivista Current Biology.
Negli animali, l'assunzione di cibo è regolata per mantenere costante il peso corporeo per un lungo periodo di tempo. La maggior parte dei animali consumano cibo in periodi discreti - che è, in pasti. 'Identificare i geni e le molecole che regolano i parametri ai pasti il è essenziale per la comprensione delle relazioni tra peso corporeo e l'apporto calorico,' dice Bader Al-Anzi, un ricercatore presso il Caltech e l'autore principale dello studio Current Biology.
Negli animali affamati, pasto di dimensioni e la frequenza sono regolati in tre fasi. Nella prima fase, l'odore e il gusto del cibo alimentazione iniziati. Una volta che un pasto è iniziato, altri fattori assicuro che l'incontro di alimentazione continua per un periodo di tempo determinato (che rappresenta la seconda fase). Nella fase finale, l'alimentazione è terminato - di solito quando l'importo della distensione dello stomaco passa una determinata soglia. Le tre fasi del comportamento alimentare sono stati osservati negli animali che vanno dai mammiferi agli insetti. Tuttavia, ciò che era sconosciuto era se analogie nel comportamento rispecchiato in realtà un processo evolutivo che ha impiegato conservato geni simili e molecole attraverso le specie animali.
Per contribuire a rispondere a questa domanda, Al-Anzi e dei suoi colleghi hanno sviluppato un test per esaminare il comportamento alimentare nel comune moscerino della frutta, Drosophila melanogaster. In questo test, geneticamente normali mosche erano morti di fame per un giorno e poi trasferito in un flacone contenente farina mescolata con lo zucchero colorante alimentare rosso. Invariabilmente, le mosche si sazi durante la loro esposizione al cibo rosso, e il loro addomi piccolo diventato rosso.
Successivamente, i ricercatori hanno effettuato lo stesso esperimento utilizzando ceppi mutanti volare. 'La nostra speranza,' dice Al-Anzi, 'era che se vola contenute mutazioni in geni coinvolti nella regolazione del pasto, quelle mosche mangiano quantità eccessive di cibo rosso, che li rende visibilmente gonfio con addome rosso'.
Due ceppi mutanti volare prodotto risultati notevoli. Un ceppo conteneva una mutazione nel gene che codifica il neuropeptide leucokinin (un peptide inizialmente individuati per la sua capacità di indurre la contrazione intestinale insetto), e il secondo ceppo mutato conteneva versioni del recettore che si lega alle leucokinin. Nel corso del test, entrambi i tipi di mutanti volare mangiato in quantità eccessive in modo tale che divennero visibilmente gonfio, con i loro raccolti - organi di conservazione degli alimenti - al limite con il cibo rosso-tinto.
Sorprendentemente, Al-Anzi, dice, 'anche se nel breve termine queste mosche tendono a mangiare troppo, a lungo termine che consumano una quantità simile di cibo normale come mosche. Questo è stato in gran parte dovuto al fatto che essi sono per compensare l'aumento di grandi dimensioni pasto, riducendo il numero di volte che mangia '. Considerando che le mosche mutanti consumato quattro o cinque grandi pasti in un solo giorno, vola normale mangiato sette o otto piccoli pasti.
In ulteriori esperimenti, Al-Anzi e colleghi hanno trovato che sebbene il neuropeptide leucokinin si trova esclusivamente nel cervello, il recettore leucokinin si trova nei neuroni situati sia nel cervello e la foregut - una zona dell'intestino che contiene i recettori di stiramento noto incaricato di vigilare dimensione pasto in altri insetti. I ricercatori hanno anche scoperto che l'introduzione di una copia normale del neuropeptide leucokinin o del gene del recettore leucokinin a questi neuroni nel loro corrispondente mutante vola completamente ripristinato la normale comportamento alimentare.
Inoltre, quando questi neuroni stessi sono stati distrutti in condizioni normali, nonmutant mosche, le mosche cominciarono a consumare i pasti eccessivamente grande, proprio come mutanti. 'Questo dimostra che abbiamo individuato i geni responsabili di destra le mosche' abbuffate così come il centro del cervello che regola volare pasto di dimensioni e frequenza, 'Al-Anzi dice.
Questi risultati suggeriscono che in condizioni normali mosche, i recettori di stiramento segnale al cervello che è ora di smettere di mangiare quando l'intestino è pieno. In mosche in cui i recettori del neuropeptide leucokinin leucokinin o non funzionano correttamente, come risultato di mutazioni o la distruzione dei centri cerebrali che esprimono i geni, il 'momento di smettere' il segnale non è correttamente inoltrata, e le mosche - ignorare che la loro pance sono piene - di continuare a mangiare.
Sia leucokinin ed il suo recettore sono omologhi a tachykinins - via vertebrati geni noti per causare una riduzione dell'assunzione di cibo quando iniettati nel cervello. Infatti, alcuni geni sono espressi tachichinine percorso all'interno o vicino ai centri del cervello dei mammiferi che regolano il peso corporeo e l'assunzione di cibo, tra cui una regione chiamata nucleo arcuato. L'osservazione che una mosca tachichinine svolge un ruolo analogo nei prodotti alimentari, assunzione di regolamento indica un ruolo evolutivamente conservato per questo sistema di segnalazione nel controllo dell'assunzione di cibo.
'Nonostante il nostro corpo disparate forme, le funzioni di molti geni sono conservate in tutto il regno animale - compreso nel moscerino della frutta umili,' Al-Anzi dice. A causa di questo, dice, 'se sappiamo che cosa fa un dato gene in una mosca, è probabile che la sua controparte negli esseri umani avrebbero un ruolo simile. Tuttavia ', aggiunge,' ero ancora sorpreso che questa conservazione si estende anche a fenomeni comportamentali come il regolamento pasto-size. Il moscerino della frutta è un organismo modello potente per lo studio della base genetica di molti fenomeni biologici, e il ruolo evolutivamente conservato della via leucokinin in pasto a grandezza regolamento indica che, quando si tratta di assunzione di cibo, ora possiamo sfruttare ulteriormente le competenze di genetica di Drosophila per capire le basi molecolari di regolazione dell'assunzione di cibo in esseri umani. '
Fonte: California Institute of Technology