Половые клетки любят сладкое и передают эту тягу мозгу
Ученые из Центра Шампалимо в Португалии обнаружили, что изменения в питательных потребностях половых клеток заставляют самок плодовых мушек испытывать тягу к сахару. Это явление, известное как метаболическое репрограммирование, ранее описывалось в основном при патологических состояниях, таких как рак. Его открытие в нормальном физиологическом процессе формирования яйцеклеток дает важное представление о связи между фертильностью и питанием.
Клетки с тягой к сладкому
Исследователи сосредоточились на репродуктивной системе плодовой мушки Drosophila melanogaster. Они обнаружили, что клетки в процессе сборки яйца, подобно раковым клеткам, подвергаются метаболическому репрограммированию. Они активируют тот же клеточный механизм, который используют раковые клетки для стимулирования пролиферации, — увеличивают потребление сахара. Это объясняет, почему половые клетки самки поглощают высокую долю сахаров, съедаемых животным.
Влияние на выбор пищи
Команда проверила, влияет ли метаболическое репрограммирование половых клеток в яичниках на выбор пищи животным. Сравнение пищевых предпочтений нормальных самок мух и мух, неспособных производить яйца, показало значительную разницу: стерильные мухи имели значительно меньший аппетит к сахару.
Когда ученые манипулировали способностью клеток метаболизировать сахар, это влияло как на производство яиц, так и на аппетит животных к сахару. Это демонстрирует, что именно метаболическая программа клеток, а не сами клетки, заставляет мух искать необходимое для производства яиц топливо.
Связь между яичником и мозгом
Чтобы понять, как изменения в яичниках достигают мозга, команда исследовала экспрессию небольшой молекулы Fit, которая вырабатывается в жировой ткани, окружающей мозг мухи. Чем больше у мухи Fit, тем меньше она заботится о сладком. Уровни Fit были значительно выше в группе бесплодных самок. Это указывает, что влияние половых клеток на мозг опосредовано Fit, хотя точный механизм коммуникации между яичником и жировой тканью мозга еще неизвестен.
Диета и фертильность
Полученные данные описывают новый механизм, с помощью которого метаболизм небольшой группы клеток в яичнике контролирует пищевое поведение животного. Ученые задаются вопросом: что происходит со старением? Могут ли изменения в метаболизме объяснить снижение фертильности?
Самки мух, подобно женщинам, испытывают возрастное бесплодие. Выдвинута гипотеза, что изменения в метаболических программах яичников приводят к репродуктивному упадку, и это явление можно уменьшить или даже обратить вспять с помощью целевых диетических вмешательств.
Для проверки гипотезы будут использованы single-cell RNA sequencing и метаболомика. Параллельно будут охарактеризованы клеточные исходы возрастного снижения функции яичников и отслежено пищевое поведение животных. Это позволит разработать диетические стратегии для обращения выявленных изменений и повышения репродуктивной функции у стареющих самок мух. Поскольку этот механизм характерен и для раковых клеток, результаты также могут быть актуальны для лечения рака.