Para ilmuwan JMU mempelajari sel penghasil insulin dalam lalat buah, menemukan bahwa sekresi dipengaruhi oleh hormon usus, berkurang seiring bertambahnya usia, dan memiliki dampak minimal pada mencari makan, menawarkan wawasan tentang metabolisme manusia.
Insulin adalah hormon utama yang mengatur metabolisme dalam banyak organisme hidup. Saat makanan berlimpah, insulin memfasilitasi penyerapan dan penyimpanan energi. Selama periode kelaparan, produksi insulin berkurang, mendorong tubuh untuk menghemat energi atau mencari sumber alternatif. Mempertahankan keseimbangan yang tepat dalam sistem ini sangat penting untuk bertahan hidup; Gangguan dapat menyebabkan diabetes dan gangguan metabolisme lainnya.
Pada manusia, insulin diproduksi di pankreas. Sebaliknya, lalat buah Drosophila menghasilkan insulin dalam sel saraf khusus di dalam otak. Sel -sel ini melepaskan insulin langsung ke hemolimf, serangga yang setara dengan darah. Terlepas dari perbedaan ini, sistem insulin di Drosophila sangat mirip dengan manusia.
Diterbitkan di jurnal Elife
Para ilmuwan di Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) di Bavaria, Jerman, kini telah melihat lebih dekat sel-sel penghasil insulin dari lalat buah. Mereka bertujuan untuk mengungkap bagaimana sel -sel ini di otak lalat bekerja bersama dengan neuron lain untuk menghasilkan respons bersama terhadap tuntutan metabolisme dan perubahan keadaan internal.
Hasilnya telah diterbitkan dalam jurnal ilmiah Elife. Jan Ache, kepala kelompok Emmy Noether di Departemen Neurobiologi dan Genetika di JMU Biocentre, bertanggung jawab atas penelitian ini.
Melacak aktivitas sel individu
Bagaimana sel penghasil insulin (IPC) pada serangga hidup bereaksi terhadap perubahan keseimbangan energi? Sedikit yang diketahui tentang ini sejauh ini. Untuk menutup kesenjangan pengetahuan ini, tim Jan Ache menggunakan pendekatan yang memungkinkan merekam aktivitas IPC individu dalam lalat buah hidup dalam kondisi yang berbeda.
Mereka menemukan bahwa IPCS melepaskan insulin ketika lalat menelan gula dengan makanan mereka – tetapi tidak ketika gula disuntikkan langsung ke hemolimf.
'Pada manusia, fenomena ini dikenal sebagai efek incretin,' jelas Jan Ache. Ini menunjukkan bahwa sekresi insulin tidak hanya dikendalikan oleh meningkatnya kadar gula darah, tetapi oleh mekanisme yang lebih kompleks yang melibatkan hormon usus.
Tim JMU juga menemukan bahwa aktivitas IPC jauh lebih rendah pada lalat yang lebih tua. Oleh karena itu dimungkinkan bahwa cara di mana serangga memproses gula berubah seiring bertambahnya usia – mirip dengan manusia.
Pengaruh pada perilaku mencari makan diselidiki
Perilaku mencari makan lalat buah terkait erat dengan fluktuasi cadangan energi mereka, yang pada gilirannya terkait dengan sekresi insulin. Tim Würzburg juga ingin mencari tahu lebih banyak tentang hubungan ini.
Oleh karena itu para peneliti merangsang IPCS secara optogenetik – meniru apa yang biasanya terjadi setelah makan dan kenaikan kadar gula. Ternyata sel penghasil insulin hanya memainkan peran kecil dalam memodulasi perilaku mencari makan dibandingkan dengan sel-sel saraf lainnya.
Studi mungkin relevan untuk manusia
'Dengan eksperimen kami, kami telah menyempurnakan pengetahuan kami tentang sirkuit yang mengendalikan sekresi insulin pada lalat buah,' kata Jan Ache. Ini sekarang memungkinkan penyelidikan lebih lanjut, yang pada akhirnya dapat mengarah pada temuan yang relevan dengan kesehatan dan penyakit manusia seperti diabetes. Meskipun manusia dan lalat buah sangat berbeda dalam penampilan, mereka memiliki beberapa kesamaan dalam genetika dan metabolisme mereka, termasuk fungsi sistem saraf dan aspek inti dari regulasi metabolisme.
Referensi: “Modulasi nutrisi yang bergantung pada sel-sel penghasil insulin di Drosophila” oleh Rituja S Bisen, Fathima Mukthar Iqbal, Federico Cascino-Milani, sampai Bockemühl dan Jan M Ache, 29 Januari 2025, Elife.
Doi: 10.7554/Elife.98514
