قام باحثون من جامعة طوكيو الحضرية باستخدام ذباب الفاكهة لدراسة كيفية تنظيم أنماط الأكل اليومية.
اكتشفوا أن الجين الذي يسمى “كوازيمودو” (qsm) ساعد في تزامن التغذية مع دورات النور / الظلام، ولكن ليس في الظلام المستمر: بدلاً من ذلك، تحتفظ الجينات “الساعة” (clk) و”الدورة” (cyc) بدورات الأكل / الصيام، بينما تساعد “الساعات” الأخرى في الخلايا العصبية في تزامنها مع الأيام. فك شفرة الآلية الجزيئية وراء دورات الأكل يساعدنا على فهم سلوك الحيوانات، بما في ذلك سلوكنا الخاص.
العديد من أعضاء مملكة الحيوان يتناولون الطعام تقريبًا في نفس الأوقات يوميًا. ينبع هذا من الحاجة إلى التكيف مع جوانب البيئة، بما في ذلك كمية الضوء المتاحة، ودرجة الحرارة، وتوافر الطعام، واحتمال وجود المفترسين، وهذه جميعها أمور حيوية للبقاء على قيد الحياة. إنه أيضًا أمر مهم لهضم فعال والأيض، وبالتالي لرفاهيتنا العامة.
ولكن كيف تعرف مجموعة متنوعة من الكائنات متى يجب أن يأكلوا؟ العامل المهم هو الإيقاع اليومي الدوري، وهو دورة فسيولوجية تقريبًا يومية تشترك فيها الكائنات المتنوعة مثل الحيوانات والنباتات والبكتيريا والطحالب. إنه يعمل كـ “ساعة رئيسية” تنظم السلوك الإيقاعي.
ولكن الكائنات مليئة بآليات توقيت أخرى تعرف بـ “الساعات الطرفية”، لكل منها مسارات كيميائية مختلفة. يمكن إعادة تعيين هذه الساعات بواسطة عوامل خارجية مثل تناول الطعام. ولكن الطريقة الدقيقة التي تحكم بها هذه الساعات سلوك تناول الطعام للحيوانات ليست واضحة بعد.
والآن قام فريق بقيادة الأستاذ المشارك كاناي أندو من جامعة طوكيو الحضرية بمعالجة هذه المشكلة باستخدام ذبابة الفاكهة، وهي كائن نموذجي يشابه العديد من ملامح الكائنات الأكثر تعقيدًا، بما في ذلك البشر. استخدموا طريقة تعرف بـ “اختبار CAFE”، حيث يتم إطعام الذباب من خلال ميكروكابيلاري لقياس كمية الطعام التي يأكلها الذباب الفردي في أوقات مختلفة.
أولاً، نظروا إلى كيفية مزامنة الذباب عادات تناولهم للطعام مع الضوء. من خلال دراسة الذباب الذين يتناولون الطعام في دورة نور / ظلام، أظهرت الأبحاث السابقة بالفعل أن الذباب يتناولون المزيد من الطعام خلال النهار حتى عندما يتم إدخال تحورات في الجينات الأساسية لساعة الإيقاع الدورية، مثل “بريود” (per) و”تايملس” (tim). بدلاً من ذلك، نظروا إلى الجين “كوازيمودو” (qsm)، وهو الذي يُشفر لبروتين متجاوب مع الضوء يتحكم في تنشيط الخلايا الساعية.
من خلال تخفيض جين “كوازيمودو” (qsm)، اكتشفوا أن عادات تناول الذباب خلال النهار تأثرت بشكل كبير. لأول مرة، نعرف أن تزامن تناول الطعام مع إيقاع توجيهي بواسطة الضوء يتأثر بـ “كوازيمودو”.
لكن هذا لم يكن الحال بالنسبة للذباب الذين يتناولون الطعام في الظلام المستمر. عانى الذباب الذين لديهم تحورات في جينات ساعة الإيقاع الدورية الأساسية من اضطراب شديد في أنماط تناول الطعام اليومية.
من بين الجينات الأربعة المتورطة، “بريود” (per) و”تايملس” (tim) و”سايكل” (cyc) و”ساعة” (clk)، كان فقدان “سايكل” (cyc) و”ساعة” (clk) أكثر خطورة بكثير. في الواقع، تم اكتشاف أن “ساعة” (clk) / “سايكل” (cyc) كانت ضرورية لخلق أنماط تناول الطعام ثنائية القمة، أي فترات الأكل والصيام، وخاصة تلك في الأنسجة الأيضية.
ولكن كيف تم مزامنة هذه الدورات مع الأيام؟ بدلاً من الأنسجة الأيضية، لعبت الجينات الساعية الجزيئية في الخلايا العصبية الدور الرئيسي. اكتشفت اكتشافات الفريق لنا نظرة أولى على كيفية تنظيم الساعات المختلفة في أجزاء مختلفة من الكائن الحي دورات الأكل / الصيام وكيف يتم تنسيقها مع الأيام.
فهم آليات عادات التغذية يعد بفتح أفق جديد فيما يتعلق بسلوك الحيوانات، وكذلك علاجات جديدة لاضطرابات التغذية.
المصدر : https://neurosciencenews.com/genetics-feeding-rhythm-25115/
