Biologen entdecken uraltes Neurohormon, das den Appetit steuert
Ein Biologenteam der Queen Mary University of London hat herausgefunden, dass ein Neurohormon, das den Appetit des Menschen steuert, einen uralten evolutionären Ursprung hat, der über eine halbe Milliarde Jahre zurückreicht. Die in den Proceedings of the National Academy of Sciences USA veröffentlichten Ergebnisse zeigen, dass dieses sättigungsfördernde Molekül, das als Bombesin bekannt ist, nicht nur beim Menschen und anderen Wirbeltieren vorkommt, sondern auch bei Seesternen und ihren Meeresverwandten.
Bombesin, ein kleines Peptid, spielt eine Schlüsselrolle bei der Regulierung des Hungergefühls, indem es uns signalisiert, wann wir genug gegessen haben. Doch seine Geschichte beginnt nicht erst beim Menschen oder gar bei Säugetieren. Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass bombesinähnliche Neurohormone den Appetit bei Tieren schon lange vor der Entwicklung der ersten Wirbeltiere auf der Erde gesteuert haben.
Sie fragen sich vielleicht, warum Bombesin einen so seltsamen Namen hat? Es hat nichts mit explodierenden Geräten zu tun! Der Name stammt von der Rotbauchunke (Bombina bombina), aus deren Haut das Peptid 1971 erstmals isoliert wurde. Wenn es Säugetieren injiziert wurde, wurde festgestellt, dass Bombesin die Größe der Mahlzeiten reduziert und die Zeit zwischen den Mahlzeiten verlängert. Dies veranlasste die Wissenschaftler zu der Annahme, dass bombesinähnliche Neurohormone, die im Gehirn und im Darm produziert werden, Teil des natürlichen Systems des Körpers zur Kontrolle der Nahrungsaufnahme sind. Darüber hinaus werden neben Medikamenten zur Gewichtsreduktion wie Ozempic auch Wirkstoffe zur Behandlung von Fettleibigkeit entwickelt, die die Wirkung von Bombesin nachahmen.
Professor Maurice Elphick und sein Team an der Queen Mary University of London haben sich in Zusammenarbeit mit Dr. Olivier Mirabeau vom Institut Pasteur in Paris daran gemacht, die Evolutionsgeschichte von Bombesin zu erforschen. Durch die Analyse der Genome wirbelloser Tiere entdeckten sie Gene, die für bombesinähnliche Neurohormone im Gemeinen Seestern (Asterias rubens) und anderen Stachelhäutern wie Seeigeln und Seegurken kodieren.
"Es war ein bisschen wie die Suche nach der Nadel im Heuhaufen", sagt Professor Elphick, "aber schließlich entdeckten wir in den Genomen der Seesterne und ihrer Verwandten Gene, die für ein bombesinähnliches Neurohormon kodieren."
Das Team untersuchte dann die Funktion dieses Seestern-Bombesins, das ArBN genannt wird. Mithilfe der Massenspektrometrie bestimmten Mitarbeiter der University of Warwick die Molekularstruktur von ArBN, so dass es chemisch synthetisiert und getestet werden konnte.
Dr. Weiling Huang, ein ehemaliger Doktorand im Elphick-Labor und Hauptautor der Studie, untersuchte, wie ArBN das Fressverhalten von Seesternen beeinflusst. Seesterne haben eine einzigartige Art zu fressen: Sie klappen ihren Magen aus dem Mund, um Beute wie Muscheln und Austern zu verdauen.
"Als ich ArBN testete, sah ich, dass es eine Kontraktion des Seesternmagens verursachte", erklärte Dr. Huang. "Dies deutete darauf hin, dass ArBN an der Stimulierung der Magenkontraktion beteiligt sein könnte, wenn die Seesterne die Nahrungsaufnahme einstellen. Und genau das habe ich auch gefunden. Als ich ArBN in Seesterne mit umgedrehten Mägen injizierte, zog sich der Magen in den Mund zurück. Darüber hinaus verzögerte ArBN auch den Beginn der Nahrungsaufnahme, da Seesterne, denen ArBN injiziert wurde, länger brauchten, um eine Muschel zu umschließen, als solche, denen Wasser injiziert wurde.
Die Entdeckung der alten Rolle von Bombesin bei der Appetitregulierung wirft ein Licht auf die evolutionären Ursprünge des Fressverhaltens bei Tieren. "Wir können daraus schließen, dass diese Funktion eine halbe Milliarde Jahre zurückreicht bis zum gemeinsamen Vorfahren von Seesternen, Menschen und anderen Wirbeltieren", so Professor Elphick.
Neben der Entwicklung neuer Medikamente zur Gewichtsreduktion könnten die Ergebnisse dieser Studie auch andere praktische Anwendungen haben. "Eine der Folgen des Klimawandels ist, dass einige Seesternarten in kühlere Gewässer eindringen, in denen Muscheln für den menschlichen Verzehr gezüchtet werden", so Professor Elphick weiter. "Die Entdeckung von Molekülen, die die Nahrungsaufnahme von Seesternen hemmen, könnte bei der Bekämpfung dieser Invasionen von Nutzen sein.
Diese Forschung vertieft nicht nur unser Verständnis der Evolutionsgeschichte der Neurohormone, sondern zeigt auch die unerwarteten Verbindungen zwischen Menschen und der seltsamen, magenverschlingenden Welt der Seesterne auf.
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