Исследователи раскрыли молекулярные основы всеядности плодовых мушек

Ученые показали, что разнообразие в рационе плодовых мушек Drosophila melanogaster обусловлено их гибкой реакцией на углеводы. Открытие позволяет лучше понимать, как мы в ходе эволюционного развития пришли к существующему рациону. Исследование было опубликовано в журнале Cell Reports. Если кожуру от съеденного банана не выбрасывать несколько дней, в ней появятся крохотные мушки — Drosophila melanogaster. Фруктовые мушки могут быть неприятностью для обывателей и домохозяек, однако для генетиков они составляют один из основных объектов для изучения. Ко всему прочему на мушках можно изучать эволюцию рациона питания. Гастрономические пристрастия мушек дрозофил составляют сок растений, гниющие растительные остатки, а их личинок — микроорганизмы. Подобно плодовым мушкам, люди могут употреблять в пищу широкий спектр продуктов. Подобный рацион присущ «едокам общего профиля» (nutritional generalists). Однако некоторые близкие родственники плодовых мушек известны как «едоки специализированные» (nutritional specialists): они могут развиваться только на очень специфических растениях. Остается много вопросов, как организмы — даже в пределах одной генетической семьи — имеют такие различия в привычках питания. «Понимание молекулярных механизмов, обуславливающих различия между «едоками общего профиля» и «гастрономическими специалистами» может помочь нам понять, как организмы адаптируются к изменяющимся условиям питания», — объясняют авторы исследования Каори Ватанабе и Юкако Хаттори из Высшей школы биологических исследований Киотского университета. В своем исследовании ученые изменяли баланс питательных веществ в рационе разных видов дрозофилы и сравнивали их адаптацию к изменениям наряду с реакциями синтеза белков и метаболизма. Команда начала с изучения того, смогут ли личинки генералистов и специалистов адаптироваться к трем экспериментальным диетам: с высоким содержанием белка, с высоким содержанием углеводов и с равным количеством белков и углеводов. Мухи-универсалы росли хорошо на всех диетах. Личинки-специалисты не могли выжить на богатом углеводами рационе. Изучение питательных характеристик привычных диет специалистов показало, что они предпочитают пищу с низким содержанием углеводов. Поэтому команда предположила, что разница между мухами заключается в генетических путях, которые контролируют их реакцию на углеводы. Молекулярные исследования показали, что как у универсалов, так и у специалистов в ответ на углеводы включается сигнальный путь TGF-β/Activin. У генералистов этот путь довольно гибок и поддерживает метаболизм при разных диетах: существует порядка 250 метаболических генов, которые подавляются, когда в их рационе преобладают углеводы. Напротив, у специалистов именно эти гены работают на более высоких уровнях, что и приводит к снижению адаптации. Тот же эффект ученые наблюдали, отключая у универсалов работу гена dawdle — важного гена пути TGF-β/Activin. Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.