Đói là một động lực mạnh mẽ thúc đẩy chúng ta tìm kiếm và tiêu thụ thức ăn. Các nhà khoa học đã biết từ lâu rằng trạng thái phức tạp về sinh lý và tâm lý này được điều chỉnh bởi các hormone và neuropeptide. Nhưng nguồn gốc của hệ thống này vẫn còn là một ẩn số, cho đến bây giờ.

Mối liên hệ bất ngờ giữa sứa, ruồi giấm và điều chỉnh đói

Nghiên cứu gần đây do Hiromu Tanimoto và Vladimiros Thoma từ Đại học Tohoku, Khoa Khoa học Cuộc sống Sau đại học dẫn đầu đã làm sáng tỏ nguồn gốc tiến hóa của việc điều chỉnh đói.

điều chỉnh đói
Các nhà nghiên cứu từ Trường Đại học Tohoku đã phát hiện ra mối liên hệ giữa các neuropeptide điều chỉnh lượng thức ăn ở sứa và ruồi giấm, mặc dù chúng đã khác nhau 600 triệu năm. Hình ảnh: Hiromu Tanimoto

Bằng cách nghiên cứu hành vi ăn uống của sứa và ruồi giấm, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một mối liên hệ bất ngờ giữa những sinh vật dường như không liên quan này và các neuropeptide điều khiển cơn đói.

Sứa, họ hàng tiến hóa của động vật có vú

Sứa là những sinh vật hấp dẫn đã tồn tại ít nhất 600 triệu năm. Mặc dù quan trọng nhưng rất ít thông tin được biết về cách chúng điều chỉnh lượng thức ăn. Điều này là do cơ thể của chúng đơn giản hơn nhiều so với động vật có vú, sở hữu các hệ thần kinh phân tán được gọi là mạng thần kinh thay vì một bộ não trung tâm.

Nhóm nghiên cứu tập trung vào loài sứa Cladonema, một loài sứa nhỏ có các xúc tu nhánh có thể được nuôi trong phòng thí nghiệm. Những con sứa này điều chỉnh lượng thức ăn dựa trên độ đói của chúng.

Bằng cách so sánh các hồ sơ biểu hiện gen của sứa đói và no, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng neuropeptide đóng một vai trò then chốt trong việc điều chỉnh ăn uống.

GLWamide – Tín hiệu no

Các nhà nghiên cứu tập trung vào một neuropeptide cụ thể, được gọi là GLWamide. Họ phát hiện ra rằng GLWamide ức chế việc rút ngắn xúc tua, đây là một bước then chốt để chuyển con mồi bị bắt đến miệng.

điều chỉnh đói
GLWamide (màu xanh lá cây) thể hiện trong các tế bào thần kinh xung quanh Cladonema (vòng tròn màu đen). Các hạt nhân hiển thị trong màu đỏ tươi. Hình ảnh: Vladimiros Thoma et al.

Khi các nhà nghiên cứu chỉ định GLWamide, họ thấy nó có mặt trong các tế bào thần kinh động lực nằm ở gốc xúc tua và việc ăn uống làm tăng lượng GLWamide. Điều này dẫn đến kết luận rằng, trong Cladonema, GLWamide hoạt động như một tín hiệu no – một tín hiệu được gửi đến hệ thần kinh cho biết cơ thể đã đủ thức ăn.

Liên kết với ruồi giấm

Ruồi giấm là một mô hình sinh vật được sử dụng để nghiên cứu nhiều quá trình sinh học khác nhau, bao gồm cả điều chỉnh đói. Các mẫu ăn uống của chúng được điều chỉnh bởi một neuropeptide được gọi là peptide ức chế cơ (MIP). Thú vị thay, MIP và GLWamide có sự tương đồng về cấu trúc, cho thấy chúng có liên quan thông qua tiến hóa.

Để khám phá thêm về mối liên kết này, các nhà nghiên cứu đã trao đổi MIP và GLWamide giữa sứa và ruồi trái cây. Kết quả thật đáng kinh ngạc – MIP giảm lượng thức ăn của Cladonema, giống như GLWamide đã làm.

Hơn nữa, GLWamide trong ruồi loại bỏ việc ăn quá mức bất thường của chúng, chỉ ra sự bảo tồn chức năng của hệ thống GLWamide/MIP trong sứa và côn trùng.

Tầm quan trọng của phương pháp so sánh

Tanimoto lưu ý rằng nghiên cứu của họ nêu bật nguồn gốc tiến hóa sâu sắc của một tín hiệu no được bảo tồn và tầm quan trọng của việc sử dụng phương pháp so sánh. Bằng cách nghiên cứu hành vi ăn uống của các sinh vật dường như không liên quan, các nhà nghiên cứu đã khám phá ra một cơ chế chung điều chỉnh đói.

Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc hiểu sự tương tác phức tạp giữa neuropeptide, hormone và hành vi. Nó cũng nêu bật tiềm năng của việc nghiên cứu các sinh vật đa dạng để đạt được cái nhìn mới về các quá trình sinh học.

Như Tanimoto lưu ý: “Chúng tôi hy vọng rằng phương pháp so sánh của chúng tôi sẽ truyền cảm hứng cho việc điều tra tập trung vào vai trò của các phân tử, tế bào thần kinh và mạch trong việc điều chỉnh hành vi trong một bối cảnh tiến hóa rộng hơn.”

                                                                                                                        Theo Tohoku University                                                                                  

Share.
Theo dõi
Thông báo của
guest
0 Góp ý
Phản hồi nội tuyến
Xem tất cả bình luận