学习海星,利用阻止进食的化学信号

时间:2021年9月9日
来源:eLife

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根据发表在《eLife》杂志上的一项新研究,和人类一样,海星会产生一种化学物质,告诉它们已经饱了,可以停止进食了。

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根据发表在《eLife》杂志上的一项新研究,和人类一样,海星会产生一种化学物质,告诉它们已经饱了,可以停止进食了。

海星进食的方式很奇怪——当它们遇到贻贝或牡蛎等美味食物时,它们会把胃从嘴里翻出来,然后在体外消化选定的猎物。

此前的研究表明,与人类的“爱情荷尔蒙”催产素相似的分子会导致海星将胃伸出嘴巴并开始进食。然而,还不知道哪些化学物质能起到相反的作用,终止这些动物的进食行为。

研究组以红星海星为对象,研究了抑制人类和昆虫进食的激素SK/CCK型神经肽的作用。他们发现,当他们将激素注射到海星体内时,海星的胃收缩了。即使当科学家给海星提供它们最喜欢的食物贻贝时,他们也发现,在注射了SK/CCK型神经肽后,海星不太愿意进食。

海星属于棘皮动物的一种。棘皮动物在进化中占据着独特的位置,扮演着被充分研究的脊椎动物和昆虫(如果蝇)之间“缺失的一环”。这一特征使海星和海胆等其他棘皮动物成为有用的动物模型,有助于填补我们对不同蛋白质进化方式的理解空白。

玛丽女王学院博士后研究助理、该研究的主要作者之一Ana Tinoco博士说:“海星进食的不同寻常方式是把胃从嘴里伸出来,这使它们成为研究调节进食过程的化学物质的一个很好的模型。虽然我们已经知道这种激素对进食很重要,但有趣的是,这些化学物质在其他动物进食中的重要作用在海星中保存了下来,尽管它们的进食行为截然不同,缺乏大脑和独特的身体计划。”

玛丽女王学院的生理学和神经科学教授Maurice Elphick教授说:“我们的发现提供了新的证据,证明SK/CCK型神经肽在进化上具有抑制摄食调节的作用。”海星中SK/CCK型神经肽的发现也可能有助于开发治疗饮食失调的新药物。为了实现这一目标,需要进行更多的研究,以确定在人类和其他动物中介导SK/CCK型神经肽作用的受体蛋白的三维结构。

“随着最近在使用人工智能确定蛋白质结构方面取得的突破,利用此类基础科学研究开发新的治疗方案的潜力变得更有可能实现。”

DOI

10.7554 / eLife.65667

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