O singură variație a aminoacizilor într-un receptor cheie la balene poate ajuta la explicarea motivului pentru care unele specii de cetacee au evoluat corpuri elegante și musculare pentru a vâna pești și foci, în timp ce altele cresc la dimensiuni masive prin filtrarea volumelor mari de plancton, o cercetare internațională. echipa a găsit.

diferită

Descoperirile sunt programate să fie publicate pe 18 iulie în Scientific Reports, un jurnal cu acces liber de la editorii Nature.

Lucrarea a fost condusă de Roger Cone, cercetător în obezitate la Universitatea din Michigan, Institutul de Științe ale Vieții, care și-a petrecut cariera studiind sistemul melanocortinei. La fel cum termostatul de pe perete determină câtă energie termică este într-o cameră, circuitele de melanocortină caracterizate de laboratorul Cone determină câtă energie este stocată ca grăsime. Mutațiile din acest sistem sunt cea mai comună cauză genetică a obezității cu debut precoce la om.

Având în vedere importanța sistemului melanocortinei pentru hrănire și echilibrul energetic la pești și mamifere, Cone și colaboratorii săi au considerat că variațiile genelor melanocortinei pot juca un rol critic în evoluția diferitelor tipuri de comportamente de hrănire și dimensiuni ale corpului.

Când Liyuan Zhao, biolog marin și cărturar de la Universitatea Ocean din China, a venit la laboratorul Cone pentru o bursă de vizită, ea a decis să examineze această idee în balene. Ea a vrut să știe: Variația sistemului melanocortinei ar putea juca un rol în diferențele dintre cele două subordine principale ale balenelor - Odontoceti, care includ delfinii și balenele ucigașe, și Mysticeti, care includ balene cu cocoașă și albastre?

Odontoceti se hrănesc prin vânătoare de pradă, în timp ce imensele Myticeti sunt filtratoare. Cel mai mic Odontoceti crește până la aproximativ 5 metri lungime, în timp ce Myticeti, cum ar fi balena albastră, poate ajunge la 100 de metri.

Printr-o colaborare cu Centrul de Științe de Pescuit Sud-Vest al Administrației Naționale Oceanice și Atmosferice din La Jolla, California, Zhao a reușit să obțină probe de ADN de balenă dintr-un depozit existent. Echipa a secvențiat apoi receptorul de neuropeptidă MCR4 de la 20 de specii de cetacee și a găsit o diferență majoră care corespundea perfect celor două grupuri. Odontoceti, sau balenele dințate, au aminoacidul arginină la poziția 156 din codul genetic, în timp ce Mysticeti, sau balenele balene, au o glutamină.

Alte experimente au arătat că având o glutamină în acea poziție a crescut semnificativ sensibilitatea receptorului MCR4 la ligandul care îl activează în mod natural.

„Datele noastre sugerează că sistemul melanocortinei este mai puternic reglementat la balenele care vânează - și, dimpotrivă, că filtrele gigant pot primi semnale de satietate reduse din acest sistem. Această diferență ar fi putut juca un rol în divergența acestor două mari tipuri de cetacee - și pot ajuta la explicarea diferențelor în comportamentul de hrănire și gama uimitoare de dimensiuni ale corpului între balene, care este mult mai mare decât în ​​orice alt tip de mamifer ", a spus Cone, directorul UM Life Sciences Institute, unde laboratorul său este localizat și profesor de fiziologie moleculară și integrativă la Școala Medicală UM.