Почему половое созревание заставляет нас прекращать рост?

Все животные начинают жизнь как одноклеточный организм, а затем растут. В какой-то момент рост должен прекратиться, но этот процесс изучен плохо.

Новое исследование Александра Шинглтона из Университета Иллинойса в Чикаго и его коллег выявило потенциальный триггер, который заставляет плодовых мушек (Drosophila) прекращать рост. Работа опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences и важна для понимания развития человека.

У людей сигнал к остановке роста возникает в период полового созревания (пубертата), хотя сам рост прекращается лишь спустя несколько лет. Понимание этого процесса важно, в том числе, из-за современных тенденций: «Мы знаем, что наступление полового созревания становится всё более ранним. Но чтобы понять, почему что-то меняется, нужно понять, как это работает», — пояснил Шинглтон.

Учёные исследовали плодовых мушек, у которых аналогом пубертата является метаморфоз из личинки во взрослую особь. Распространённая теория предполагала, что личинка прекращает рост, достигнув определённого размера тела, что и запускает превращение во взрослую форму (как у клопов-триатомовых, использующих «растягивающиеся рецепторы» в брюшке).

Однако Шинглтон и его соавторы предположили, что у дрозофил механизм иной и связан со стероидным гормоном роста экдизоном (аналог эстрогена и тестостерона у человека).

С помощью математического моделирования исследователи показали, что размер тела не является триггером остановки роста. Вместо этого «переключатель» срабатывает в железе, производящей экдизон.

Механизм «переключателя»:

• На личиночной стадии железа получает обширную питательную информацию (передаваемую, как и у людей, через инсулин), чтобы регулировать производство экдизона.
• Когда уровень экдизона достигает определённого порога, железа перестаёт нуждаться во внешней питательной информации для принятия решений и начинает саморегуляцию.

Именно этот переход от зависимости от питательных сигналов к автономной регуляции и является, по мнению учёных, триггером остановки роста. «Муха не измеряет себя напрямую», — отметил Шинглтон.

Учитывая сходство стероидных гормонов и роль инсулина, автор предполагает, что открытый у дрозофил механизм может быть связан с процессами у млекопитающих и человека, и призывает к проведению аналогичных исследований на них.