Белок Sestrin помогает мухам выбирать пищу с незаменимой аминокислотой
Исследователи выяснили, как плодовые мушки Drosophila melanogaster чувствуют наличие в пище незаменимой аминокислоты лейцина и выбирают богатую им диету. Ключевую роль в этом процессе играет белок Sestrin.
Механизм действия Sestrin
- У мух (как и у млекопитающих) Sestrin связывается с лейцином.
- Когда уровень лейцина падает, Sestrin связывается с белковым комплексом GATOR2, что выключает путь mTOR и замедляет метаболизм.
- Это позволяет мухам адаптироваться к нехватке лейцина, активируя аутофагию (клеточную "утилизацию") для сохранения питательных веществ.
Экспериментальные доказательства
- Выживаемость: На диете с 1/10 нормального количества лейцина выживало около 40% нормальных личинок, но только 10% мух с мутацией в гене Sestrin.
- Пищевое предпочтение: В эксперименте с "буфетом" (яблоки с раствором лейцина vs. с водой) нормальные мухи за ~6 часов развивали предпочтение к лейциновым яблокам. Мухи без Sestrin не отличали варианты.
- Влияние на размножение: Мухи без функционального гена Sestrin откладывали меньше яиц. Кроме того, мухи, чувствующие лейцин, предпочитали откладывать яйца на пищу с этой аминокислотой.
Роль глиальных клеток
Исследование показало, что снижение уровня Sestrin именно в глиальных клетках (которые обеспечивают нейроны питательными веществами и информацией) достаточно, чтобы ослабить предпочтение мух к пище с лейцином.
Контекст и будущие направления
- Работа опубликована 20 июля в журнале Nature.
- Мухи — удобная модель, так как у них только один белок Sestrin (у млекопитающих — три).
- Предполагается, что тяга к лейцину у мух похожа на "внутренний голод" или тягу (craving), а не просто на вкусовое предпочтение (лейцин имеет горький вкус).
- В будущем планируется изучить, как система Sensing интегрируется в целом, и найти сенсоры для других питательных веществ, влияющих на выбор пищи.