Биологи обнаружили древний нейрогормон, контролирующий аппетит

Биологи из Лондонского университета королевы Марии обнаружили, что нейрогормон, контролирующий аппетит у людей, имеет древнее эволюционное происхождение, насчитывающее более полумиллиарда лет.

Результаты исследования показывают, что эта вызывающая чувство сытости молекула, известная как бомбезин, присутствует не только в организме человека и других позвоночных, но также в организме морских звезд и их морских сородичей.

Бомбезин, небольшой пептид, играет ключевую роль в регуляции голода, подавая сигнал, когда мы уже достаточно поели. Но его история начинается не с людей или даже млекопитающих. Новые исследования показывают, что нейрогормоны, подобные бомбезину, контролировали аппетит у животных задолго до того, как на Земле появились первые позвоночные.

Вы можете задаться вопросом, почему у бомбезина такое странное название? Оно не имеет ничего общего со взрывными устройствами! Название происходит от жерлянки (Bombina bombina), из кожи которой этот пептид был впервые выделен в 1971 году. Было обнаружено, что при инъекции млекопитающим бомбезин уменьшает размер порции и увеличивает время между приемами пищи. Это привело ученых к мысли, что нейрогормоны, подобные бомбезину, вырабатываемые в мозге и кишечнике, являются частью естественной системы организма по контролю потребления пищи. Кроме того, наряду с препаратами, вызывающими потерю веса, разрабатываются соединения, имитирующие действие бомбезина, для лечения ожирения.

Профессор Морис Элфик и его команда в Лондонском университете королевы Марии в сотрудничестве с доктором Оливье Мирабо из Института Пастера в Париже приступили к изучению эволюционной истории бомбезина. Анализируя геномы беспозвоночных животных, они обнаружили гены, кодирующие бомбезин-подобные нейрогормоны у обычной морской звезды (Asterias rubens) и других иглокожих, таких как морские ежи и морские огурцы.

«Это было похоже на поиск иголки в стоге сена, — сказал профессор Элфик, — но в конечном итоге мы обнаружили гены, кодирующие нейрогормон типа бомбезина в геномах морских звезд и их родственников».

Затем команда обратила внимание на функцию этого бомбезина морской звезды, названного ArBN. Используя масс-спектрометрию, сотрудники Университета Уорика определили молекулярную структуру ArBN, что позволило химически синтезировать и протестировать его.

Ведущий автор исследования Вейлинг Хуан изучил, как ArBN влияет на пищевое поведение морских звезд. У морских звезд есть уникальный способ питания: они выворачивают желудок изо рта, чтобы переварить добычу, такую как мидии и устрицы.

«Когда я тестировал ArBN, я увидел, что он вызывает сокращение желудка морской звезды», — объяснил Хуан. «Это говорит о том, что ArBN может быть вовлечен в стимуляцию втягивания желудка, когда морские звезды прекращают питаться. И это именно то, что я обнаружил. Когда я вводил ArBN морским звездам с вывернутыми желудками, это заставляло желудок втягиваться обратно в рот. Более того, ArBN также задерживал начало кормления, так как морским звездам, которым вводили ArBN, требовалось больше времени, чтобы обхватить мидию, по сравнению с теми, которым вводили воду».

Открытие древней роли бомбезина в регуляции аппетита проливает свет на эволюционное происхождение пищевого поведения у животных. «Мы можем сделать вывод, что эта функция восходит к полумиллиарду лет назад к общему предку морских звезд, людей и других позвоночных», — сказал профессор Элфик.

Помимо разработки новых препаратов, способствующих снижению веса, результаты этого исследования могут иметь и другие практические применения. «Одним из последствий изменения климата является то, что некоторые виды морских звезд вторгаются в более прохладные воды, где выращивают моллюсков для потребления человеком», — добавил профессор Элфик. «Открытие молекул, которые подавляют питание у морских звезд, может быть полезным в борьбе с этими вторжениями».