Кишечник плодовой мушки влияет на размножение, «ощущая вкус» фруктозы

Исследователи из Японии обнаружили, что у насекомых пищевые сахара играют ключевую роль в репродукции.

В исследовании, опубликованном в Science Advances, группа учёных из Университета Цукубы впервые показала, что фруктоза, метаболизируемая из пищевых сахаров, таких как глюкоза, необходима для увеличения производства яиц у плодовых мушек (Drosophila melanogaster).

Производство яиц у организмов зависит от доступности питательных веществ, так как ооцитам (клеткам-предшественникам яйцеклеток) требуется много энергии. На оогенез (процесс образования яйцеклеток) у насекомых также влияют стимулы спаривания, ускоряющие производство яиц.

Ключевые механизмы:

• Диетические сахара необходимы для увеличения количества герминативных стволовых клеток (GSCs), дифференцирующихся в гаметы, после спаривания.
• Глюкоза из пищи требуется для вызванного спариванием высвобождения нейропептида F (NPF) из энтероэндокринных клеток (EECs) кишечника.
• NPF опосредует усиление сигналинга в нише GSC, что стимулирует их самообновление.

Неожиданное открытие:

• Диетическая глюкоза не действует напрямую на NPF-положительные EECs.
• Она способствует повышению уровня фруктозы в гемолимфе (аналоге крови) через полиоловый путь (двухэтапный процесс превращения глюкозы во фруктозу).
• Повышенный уровень фруктозы стимулирует специфический вкусовой рецептор Gr43a в NPF-положительных EECs, что приводит к секреции NPF.

«Наше исследование показывает, что циркулирующая фруктоза, полученная из сахаров в рационе мух, необходима для увеличения GSCs, которое приводит к усиленному производству яиц после спаривания», — объясняет профессор Рюсукэ Нива.

Эти результаты могут быть применимы к вопросу о том, играет ли циркулирующая фруктоза важную роль в репродукции млекопитающих, включая исследования гестационного диабета у людей и вредного воздействия фруктозы во время беременности.