Новое исследование Александра Шинглтона из Иллинойского университета в Чикаго и его коллег выявило потенциальный триггер, который заставляет плодовых мух перестать расти. Это имеет важное значение и для понимания человеческого развития.
Почему в период полового созревания останавливается рост
Исследователи Университета Иллинойса показали на плодовых мухах и математической модели, что остановка роста у дрозофил происходит в тот момент, когда уровень гормона экдизона достигает определенного уровня. Экдизон работает аналогично эстрогену и тестостерону у человека, поэтому, скорее всего, и у людей остановка роста происходит по команде гормона.
Unsplash
Все животные рождаются как одноклеточные организмы, а затем начинают расти. В какой-то момент, конечно, им нужно остановиться, но процесс, посредством которого это происходит, плохо изучен.
У людей сигнал организма прекратить рост происходит в период полового созревания, хотя проходит еще несколько лет, прежде чем рост фактически прекращается. Важно лучше понять этот процесс отчасти из-за недавних изменений в том, как дети переживают половое созревание.
«Мы знаем, что половое созревания наступает все раньше. Но чтобы понять, почему что-то меняется, нужно понять, как это работает», — говорит Шинглтон, профессор биологических наук.
Что мухи рассказали о людях
Период полового созревания — это трудный возраст, но и прекрасный
Исследователи изучили плодовых мух, которые проходят период полового созревания, когда превращаются из личинок во взрослых особей. Многие биологи придерживаются теории, что личинка перестает расти, когда достигает определенного размера тела, что запускает процесс взросления. По словам Шинглтона, это делают и другие насекомые, например, клопы, которые использует «рецептор растяжения» в своем брюшке, чтобы контролировать свой размер.
Но Шинглтон и его соавторы не были убеждены, что плодовые мухи используют такой механизм. Они предположили, что это как-то связано со стероидным гормоном, участвующим в росте плодовых мух. Действия этого гормона — экдизона - аналогично работе эстрогена и тестостерона у людей.
Исследователи использовали математическую модель для изучения своей идеи. Модель показала, что размер тела не является причиной остановки роста плодовой мушки. Вместо этого железа, вырабатывающая экдизон, запускает переключатель «остановки роста». На личиночной стадии эта железа получает много информации о питании, которая помогает ей решить, как регулировать выработку экдизона. Но как только экдизон достигает определенного уровня, железа больше не нуждается в этой информации о питании для принятия решений и начинает саморегулироваться.
Исследователи полагают, что именно этот отказ от потребности в информации о питании заставляет плодовую мушку перестать расти.
Теперь аналогичные исследования будут проведены на млекопитающих, чтобы получить лучшее понимание остановки роста у людей. Но Шинглтон подозревает, что опыт с дрозофилами связан с нашим, учитывая, что в обоих случаях задействованы схожие стероидные гормоны, а как дрозофилы, так и люди передают информацию о питании через инсулин.