Биологи из Калифорнийского технологического института и Йельского университета выявили два гена, лейкокинин нейропептид и лейкокинин рецептор, которые, как представляется, регулируют объем питания и частоту у плодовых мушек. Оба гена, по мнению ученых, играют аналогичную роль и у млекопитающих, а также и во всем животном мире.У животных прием пищи позволяет длительный период времени сохранять вес тела постоянным. «Выявление генов и молекул, которые регулируют параметры питания, имеет важное значение для понимания отношений между массой тела и калориями», говорит Bader Al-Anzi, ученый-исследователь в Калифорнийском технологическом институте и ведущий автор данного исследования.
У голодных животных объем и частота питания регулируется в три этапа. В первой фазе происходит инициация через запах и вкус пищи. Когда прием пищи уже начался, другие факторы определяют продолжительность второго периода в течение некоторого времени. На заключительном этапе прием пищи прекращается, когда растяжение желудка переходит через определенный предел. Эти 3 фазы пищевого поведения наблюдаются у животных, начиная от насекомых, заканчивая млекопитающими. Однако, было неизвестно, определяется ли сходство в поведении аналогичными генами и молекулами у разных животных.
Чтобы ответить на этот вопрос, Al-Anzi и его коллеги разработали тест для изучения пищевого поведения плодовых мушек, Drosophila melanogaster. В этом испытании генетически нормальных мух держали голодом в течение одного дня, а затем пересадили в пробирку, содержащую сахарную еду, смешанную с красным пищевым красителем. Мухи насытились, и их животы окрасились.
Затем исследователи выполняли этот же эксперимент с использованием мутантных штаммов. Один штамм содержал мутацию гена, кодирующего лейкокинин нейропептид (изначально было известно, что он способен вызывать сужение кишки насекомых), а второй штамм содержал мутантную версию рецептора, который связывает лейкокинин. В тесте оба штамма употребляли пищу в избытке.
Удивительно, но несмотря на то, что в краткие сроки мутантные мухи, как правило, переедают, в долгосрочной перспективе они потребляют такое же количество пищи, что и нормальные мухи. Во многом это связано с тем, что они компенсировали значительное количество питания за счет уменьшения частоты приема пищи. В то время как мутантные мухи питались 4-5 раз в сутки, нормальные мухи ели 7-8 раз.
«Несмотря на различные формы тела, функции многих генов сохраняются у разных животных», говорит Al-Anzi. По его словам, если мы знаем, за что отвечает данный ген у мух, вполне вероятно, что у людей этот ген будет играть аналогичную роль. «Теперь мы можем продолжать генетические исследования на дрозофилах, чтобы понять молекулярные основы регулирования приема пищи у людей».
