Ubur-ubur dan lalat buah menjelaskan asal muasal pengaturan rasa lapar

ringkasan: Para peneliti beralih ke ubur-ubur dan lalat buah untuk mengeksplorasi motivasi makan dan untuk memberi penerangan baru pada mekanisme yang mendasari pengaturan makan.

sumber: Universitas Tohoku

Penelitian selama puluhan tahun telah menunjukkan bahwa dorongan untuk makan, yaitu rasa lapar dan rasa kenyang, dikendalikan oleh hormon dan protein kecil yang disebut neuropeptida. Mereka ditemukan di berbagai organisme seperti manusia, tikus, dan lalat buah.

Kejadian yang tersebar luas seperti itu menunjukkan asal usul evolusi yang sama. Untuk mengeksplorasi fenomena ini, sebuah kelompok penelitian beralih ke ubur-ubur dan lalat buah, dan menemukan beberapa hasil yang mengejutkan.

Meskipun ubur-ubur memiliki nenek moyang yang sama dengan mamalia setidaknya 600 juta tahun yang lalu, tubuh mereka lebih sederhana. Mereka memiliki sistem saraf yang menyebar yang disebut jaringan saraf, tidak seperti mamalia yang memiliki struktur lebih konkret seperti otak atau ganglia. Namun, ubur-ubur memiliki repertoar perilaku yang kaya, termasuk strategi mencari makan yang rumit, ritual kawin, tidur, dan bahkan belajar.

Terlepas dari posisi penting mereka di pohon kehidupan, makhluk luar biasa ini tetap tidak dipelajari, dan hampir tidak ada yang diketahui tentang bagaimana mereka mengontrol asupan makanan.

Kelompok yang dipimpin oleh Hiromu Tanimoto dan Vladimiros Toma dari Sekolah Pascasarjana Ilmu Hayati Universitas Tohoku, berfokus pada cladonema, ubur-ubur kecil dengan tentakel bercabang yang dapat dibudidayakan di laboratorium. Ubur-ubur mengatur berapa banyak yang mereka makan berdasarkan seberapa lapar mereka.

“Pertama, untuk memahami mekanisme yang mendasari pengaturan makan, kami membandingkan profil ekspresi gen pada ubur-ubur yang kelaparan dan yang diberi makan,” kata Tanimoto.

Status makan mengubah tingkat ekspresi beberapa gen, termasuk beberapa yang menyandikan neuropeptida. Dengan mensintesis dan menguji neuropeptida ini, kami menemukan lima yang mengurangi makan pada ubur-ubur yang lapar.”

Para peneliti kemudian menyempurnakan bagaimana neuropeptida, GLWamide, mengontrol makan. Analisis perilaku terperinci mengungkapkan bahwa GLWamide menghambat pemendekan tentakel, langkah penting untuk memindahkan mangsa yang ditangkap ke mulut. Ketika para peneliti menamainya GLWamide, mereka menemukan bahwa itu ada di neuron motorik yang terletak di dasar tentakel, memicu peningkatan kadar GLWamide.

Ini mengarah pada kesimpulan bahwa GLWamide, di Cladonema, bertindak sebagai sinyal kenyang – sinyal yang dikirim ke sistem saraf yang menunjukkan bahwa tubuh sudah cukup makan.

Namun, pencarian para peneliti untuk mengeksplorasi signifikansi evolusioner dari temuan ini tidak berhenti di situ. Sebaliknya, mereka mencari spesies lain. Pola makan Drosophila diatur oleh neuromuscular peptide (MIP).

Lalat buah yang kekurangan MIP memakan lebih banyak makanan, dan akhirnya menjadi gemuk. Menariknya, MIP dan GLWamide berbagi kesamaan dalam strukturnya, yang menunjukkan bahwa mereka terkait melalui evolusi.

“Karena fungsi GLWamide dan MIP telah dilestarikan meskipun terjadi perbedaan selama 600 juta tahun, hal ini mendorong kami untuk mempertimbangkan apakah keduanya dapat dipertukarkan,” kata Toma. “Dan kami melakukannya, pertama dengan memberikan MIP ke ubur-ubur dan kemudian mengekspresikan GLWamide pada lalat tanpa MIP.”

Hebatnya, MIP mengurangi makan Cladonema, seperti yang dilakukan GLWamide. Selain itu, GLWamide pada lalat mencegah makan berlebih yang tidak normal, menunjukkan konservasi fungsional sistem GLWamide/MIP pada ubur-ubur dan serangga.

Tanimoto mencatat bahwa penelitian mereka menyoroti asal-usul evolusi yang dalam dari sinyal kenyang yang dilestarikan ini dan pentingnya memanfaatkan pendekatan komparatif. “Kami berharap pendekatan komparatif kami akan mengilhami penyelidikan terfokus pada peran molekul, neuron, dan sirkuit dalam mengatur perilaku dalam konteks evolusi yang lebih luas.”

Tentang Berita Penelitian Ilmu Saraf ini

pengarang: kantor pers
sumber: Universitas Tohoku
komunikasi: Kantor Pers – Universitas Tohoku
gambar: Gambar dikreditkan ke Hiromu Tanimoto

Pencarian asli: Akses tertutup.
“Mengenai asal nafsu makan: GLWamide dalam ubur-ubur mewakili neuropeptida rasa kenyang yang diwariskan.Ditulis oleh Hiromu Tanimoto dkk. PNAS

ringkasan

Mengenai asal nafsu makan: GLWamide dalam ubur-ubur mewakili neuropeptida rasa kenyang yang diwariskan.

Asupan makanan diatur oleh keadaan internal. Fungsi ini dimediasi oleh hormon dan neuropeptida, yang dicirikan lebih baik pada spesies model umum. Namun, asal usul evolusioner dari neuropeptida pengatur makan seperti itu kurang dipahami. Kami menggunakan ubur-ubur cladonema untuk menjawab pertanyaan ini.

Gabungan pendekatan transkriptomik, perilaku, dan anatomi kami mengidentifikasi GLWamide sebagai peptida penekan makan yang secara selektif menghambat kontraksi tentakel pada ubur-ubur ini. SAYA

n Drosophila Drosophila, peptida penghambat otot (MIP) adalah peptida pengikat kenyang. Anehnya, kami menemukan bahwa GLWamide dan MIP benar-benar dapat dipertukarkan dalam spesies yang jauh secara evolusioner ini untuk penghambatan makan.

Hasil kami menunjukkan bahwa sistem pensinyalan kenyang dari beragam hewan memiliki asal mula yang sama.