Miért esznek a gyümölcslegyek gyakorlatilag bármit

Köszönj a közönséges gyümölcslégynek: törzsvendég minden otthonunkban, azzal a banánhéjjal lakmározol, amelyet néhány nappal ezelőtt a szemétbe dobtál.

miért

Nevük ellenére nem csak gyümölcs repül; ezek a rovarok különféle növényi anyagokkal táplálkoznak. A Cell Reports folyóiratban megjelent cikkben a tudósok leírják, hogy az étrend ezen sokfélesége a szénhidrátokra adott rugalmas válaszukból fakad, és betekintést enged abba, hogy miként alakultunk mi emberek, mit eszünk.

A gyümölcslégy, vagy a Drosophila melanogaster lehet, hogy némelyek számára kellemetlenséget okoz, de a tudósok számára ők a genetika gerincét képezik, és válaszokat adtak arra, hogyan működnek testünkben a gének. A gyümölcslégyhez hasonlóan az emberek is sokféle táplálékot fogyaszthatnak. „Táplálkozási generalistákként” ismertek minket.

Másrészt a gyümölcslégy egyes genetikai unokatestvérei „táplálkozási szakemberek” néven ismertek, és csak nagyon specifikus növényeken képesek növekedni. Sok kérdés marad arra vonatkozóan, hogy az élőlények - akár egy genetikai családon belül - hogyan különböztetnek ilyen különbségeket a táplálkozási szokásokban.

"A táplálkozási általános szakemberek és a szakemberek közötti molekuláris mechanizmusokban mutatkozó különbségek feltárása segíthet megérteni, hogy az organizmusok hogyan alkalmazkodnak a változó táplálkozási környezetekhez" - magyarázzák Kaori Watanabe és Yukako Hattori, a kiotói egyetem Biostudióinak Doktori Iskolájának vezetője. "Vizsgálatunk során megváltoztattuk a tápanyag-egyensúlyt a különböző Drosophila fajok táplálékában, és összehasonlítottuk táplálkozási alkalmazkodóképességüket, valamint a transzkripciós és metabolikus reakcióikat."

A csapat azt kezdte, hogy megvizsgálta, hogy a generalisták és a szakemberek lárvái alkalmazkodhatnak-e három kísérleti étrendhez: magas fehérjetartalmú, magas szénhidráttartalmú és „közepes” fehérje-szénhidráttartalmú étrendhez. A várakozásoknak megfelelően a generalista legyek - beleértve a közönséges gyümölcslégyet is - minden étrend alatt növekedtek. A szakemberek lárvái viszont nem tudtak túlélni szénhidrátban gazdag körülmények között.

Ezek a szakemberek köztudottan bizonyos gyümölcsökön vagy virágokon esznek és szaporodnak, és natív étrendjük táplálkozási profiljának vizsgálata azt mutatta, hogy alacsony szénhidráttartalmúak. Ezt vizsgálva a csapat feltételezte, hogy a legyek közötti különbség a genetikai útvonalakban rejlik, amelyek szabályozzák a szénhidrátokra adott válaszukat.

"A" TGF-β/Activin szignálozás "néven ismert jelátviteli út szabályozza a szervezet reakcióját a szénhidrátokra. Általánosságban elmondható, hogy ez az út meglehetősen rugalmas, és fenntartja az anyagcsere homeosztázisát különböző étrendek alatt. Valójában körülbelül 250 metabolikus gén van, amelyet szabályoznak amikor étrendjük szénhidrátban gazdag "- magyarázzák.

Ezzel szemben egy szakember ezeket a géneket magasabb szinten fejezte ki, ahol metabolitok halmozódtak fel, és csökkent adaptációval végződtek. Ugyanezt az alkalmazkodás hiányát tapasztalták akkor is, amikor a TGF-β/Activin útvonalban egy góc, amelynek neve dawdle, le van tiltva a közönséges gyümölcslégyben.

Az eredmények azt sugallják, hogy a generalisták evolúciósan megtartották a robusztus szénhidrátra reagáló rendszereket a genom-környezet interakciók révén, míg a szakemberek következetes, alacsony szénhidráttartalmú környezetben veszítették el őket.

A kutatócsoport arra a következtetésre jutott, hogy "figyelembe véve, hogy az emberek és a legyek számos génnel és szabályozó tényezővel rendelkeznek, megkezdhetjük a fajok közötti összehasonlító megközelítés kidolgozását, amely informatív modellrendszert biztosít az emberek közötti genetikai változékonyság kezelésére az étrendi bevitelre reagálva".