Nature Metabolism |营养物质存储和新陈代谢的变化有助于果蝇成熟

图1：普通果蝇的生命周期

在对果蝇进行研究时，他们的研究可能与包括人类在内的其他物种有关。 现在花钱或以后存钱并不是人类独有的困境。 果蝇的幼虫还必须决定是消耗储存的营养素还是将其保存以备后用。

果蝇生命周期中的幼虫阶段是为生存而斗争，而发展中的果蝇争夺养分直到它们达到一定的临界重量。 在此成熟检查站之前，饥饿实际上阻止了幼虫的生长，并且在此阶段许多苍蝇灭亡。 但是超过临界体重阈值会触发进入up期，即使没有营养素，随后的器官和组织也会继续发育。 但是，这些过程的代谢基础尚未完全了解。 

现在，RIKEN生物系统动力学研究中心的Takashi Nishimura及其同事已经模拟了发育中动物的营养管理。 西村说：“我们发现，可以通过结合果蝇实际生活史的数学模型预测出最佳的抗饥饿策略。” 该小组的模型表明，在幼虫早期，果蝇通过消耗储存的营养物来应对饥饿，以期实现即时生存。

但是，一旦幼虫进入成熟阶段，对禁食的反应就会转移到保存存储资源的策略上，从而通过成功完成成熟而有利于长期适应。 成熟主要受称为蜕皮类固醇的类固醇激素控制。

研究人员获得了有关这些信号分子如何调节幼虫进入成熟阶段的代谢活动的见解。 例如，他们在糖原，甘油三酸酯和其他必需生物分子的存储中观察到了蜕皮类固醇介导的调节，这既可以维持包括变态的发育进程，又可以在缺乏时为成年果蝇提供必需的生存资源。 该小组的分析发现了影响幼体成熟阶段这种代谢变化的特定酶途径。 这一发现填补了我们对发育中的昆虫如何随着其生命周期中的生物能需求变化而维持其代谢平衡表的理解中的一个重要空白。

该研究还与更广泛的动物有关。 西村希望他们的发现将为未来其他物种如何在发育过程中调节代谢活性的研究铺平道路。 他说：“许多生物都有类似的检查站系统，包括哺乳动物。” “但是，目前尚不清楚什么途径允许这种成熟，例如，在青春期开始的人类中。”

More information: Takayuki Yamada et al. A developmental checkpoint directs metabolic remodelling as a strategy against starvation in Drosophila, Nature Metabolism (2020). DOI: 10.1038/s42255-020-00293-4

Citation: Changes in nutrient storage and metabolism help fruit flies reach maturity (2021, January 15) retrieved 17 January 2021 from https://phys.org/news/2021-01-nutrient-storage-metabolism-fruit-flies.html

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