Ученые из Института биологических исследований Солка (США) выяснили на примере червей, как голод заставляет организм жертвовать комфортом и принимать рискованные решения, чтобы получить еду: белки в клетках кишечника динамично перемещаются, чтобы передавать сигналы о голоде, в конечном итоге заставляя червей преодолевать токсичные барьеры, чтобы добраться до пищи. Подобные механизмы могут работать и у людей, сообщает пресс-служба института. Результаты работы опубликованы в PLOS Genetics.
«Животные, будь то простой червь или сложный человек, все делают выбор, чтобы прокормить себя, чтобы выжить. Субклеточное движение молекул может быть движущей силой этих решений и, возможно, является фундаментальным для всех видов животных», — говорит старший автор работы Шрикант Чаласани, доцент Лаборатории молекулярной нейробиологии Института Солка.
Команда использовала крошечного червя Caenorhabditis elegans в качестве модели, чтобы определить, как голод приводит к изменениям в поведении. Исследователи создали барьер из сульфата меди – средства против червей – между голодными червями и источником пищи. Они заметили, что если червей лишать пищи на два-три часа, то они с большей готовностью преодолевают токсичный барьер по сравнению с сытыми червями.
Используя генетические инструменты и методы визуализации, исследователи затем рассмотрели молекулы кишечника, которые могут посылать сигналы в мозг. Они обнаружили, что специфические факторы транскрипции – белки, которые «включают» и «выключают» гены – перемещаются у голодных животных. В норме факторы транскрипции находятся в цитоплазме клетки и перемещаются в ядро только после активации. Оказалось, что эти факторы транскрипции – MML-1 и HLH-30 – возвращаются в цитоплазму, когда червь голоден. Когда ученые удалили эти факторы транскрипции, голодные черви перестали пытаться преодолеть токсический барьер. Это указывает на центральную роль MML-1 и HLH-30 в том, как голод меняет поведение животных.
Также ученые обнаружили, что белок, называемый инсулиноподобным пептидом INS-31, выделяется кишечником, когда MML-1 и HLH-30 находятся в движении. Нейроны в головном мозге, в свою очередь, создают рецептор, который может обнаруживать секрецию INS-31. Пептиды INS-31 связываются с рецепторами на нейронах, чтобы передавать мозгу информацию о голоде и тем самым заставлять червей рисковать ради еды.
[Фото: SALK INSTITUTE]
