Недавно группа исследователей во главе с доктором. Хиротака Сакамото из Университета Окаяма, Япония, провел одно из таких исследований, посвященных двум возможным ортологическим генам амфибий и млекопитающих, чтобы пролить свет на их эволюционные отношения, которые до сих пор игнорировались. Их исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.
В этом исследовании исследователи намеревались изучить взаимосвязь между белками бомбезина и пептидом, высвобождающим гастрин, или GRP.
В то время как бомбезин, возможный антибактериальный пептид, выделенный из кожи лягушки Bombina bombina, проявляет биоактивность в нервной системе млекопитающих, GRP, нейропептид млекопитающих, играющий различные роли в функционировании центральной нервной системы (ЦНС), считается эквивалентом млекопитающих. бомбежек. Однако, помимо бомбезина, лягушки производят GRP в своей ЦНС, но физиологическая роль GRP в них остается неизвестной.
Доктор. Сакамото подчеркивает цель своего исследования: «Доступная информация вынудила нас не только усомниться в обоснованности концепции, что GRP является у млекопитающих аналогом амфибии, но и оценить возможность GRP как части эволюционно сохраняющейся системы у позвоночных."
Чтобы найти ответ, доктор.
Сакамото и его команда использовали Xenopus tropicalis – западноафриканский вид когтистой лягушки с геномом, который имеет сходство в генетической организации с геномом млекопитающих – в качестве экспериментальной модели. Они выполнили филогенетический анализ последовательностей генов GRP, нейромедина B или NMB (другого бомбезиноподобного пептида) и бомбезина у Xenopus.
Чтобы лучше понять, как система GRP работает в Xenopus на молекулярном уровне, они проанализировали последовательности рецепторных молекул Xenopus, которые связываются с этими бомбезиноподобными пептидами. Они также проверили экспрессию продуктов этих генов в различных тканях и ЦНС экспериментального животного.
Когда результаты этих экспериментов были сопоставлены, появились новые идеи. Он подчеркнул, что система GRP широко сохраняется среди позвоночных, но система NMB / bombesin в некоторых линиях диверсифицировалась.
Это ставит под сомнение существующее мнение о происхождении этих пептидов. Как доктор. Сакамото объясняет: «Предыдущие исследования показали, что GRP и NMB были эквивалентами бомбезина у млекопитающих.
Однако мы демонстрируем, что GRP не является ортологом бомбезина у млекопитающих; скорее, эти два гена развились независимо от одного предкового гомолога. В конце концов, система NMB / bombesin изменилась по определенным линиям, особенно по видам лягушек.«Кроме того, в отличие от более ранних отчетов, в которых бомбезин был выделен как предковый пептид семейства бомбезиноподобных пептидов, новое исследование идентифицировало GRP-подобный пептид как предковую форму пептидов GRP. Наконец, поскольку пептиды GRP и их рецепторы присутствовали как в мозге, так и в желудке Xenopus, исследователи определили GRP как один из нейропептидов кишечника и мозга, участвующих в регуляции потребления и расхода энергии как у амфибий, так и у млекопитающих.
Учитывая сдвиг парадигмы, который он произвел в понимании эволюционной биологии позвоночных, это исследование знаменует выдающееся достижение для доктора.
Сакамото и его команда. Помимо своего вклада в лучшее понимание эволюции системы GRP, он устанавливает Xenopus tropicalis в качестве исследовательской модели для изучения функциональных механизмов системы GRP и изучения возможности использования бомбезина в фармацевтической промышленности.
Что еще более важно, это исследование подчеркивает важность небольших открытий в формировании существующих знаний.