Способность ощущать вкус РНК ускоряет рост и повышает выживаемость личинок дрозофилы

Личинки плодовой мушки (Drosophila) способны ощущать вкус рибонуклеозидов — строительных блоков для матричной РНК. Об этом сообщается в новом исследовании, опубликованном 7 августа в журнале PLOS Biology. Авторы работы — Хьюберт Амрейн и Душьянт Мишра из Техасского университета A&M и их коллеги. Более того, способность обнаруживать рибонуклеозиды в окружающей среде способствует быстрому росту развивающихся личинок и значительно повышает их выживаемость.

Жиры, белки и углеводы составляют основу калорийных макронутриентов, которые ищут животные. Вкусовые рецепторы традиционно считаются настроенными на обнаружение этих соединений, позволяя организмам отличать их от неприятных и вредных веществ (обычно горьких). Однако животным также необходим четвёртый класс макронутриентов — рибонуклеозиды и дезоксирибонуклеозиды, используемые для синтеза РНК и ДНК. Поскольку животные могут синтезировать рибонуклеозиды из углеводов и белков, ранее не предполагалось, что они могут ощущаться вкусовыми рецепторами.

Тестируя способность личинок дрозофилы обнаруживать различные сахара, авторы обнаружили их сильный интерес к потреблению рибозы (сахарного компонента РНК) и самой РНК. Выяснилось, что личинки обнаруживают эти соединения с помощью ранее не охарактеризованных членов семейства белковых рецепторов Gustatory Receptor (Gr), а именно подсемейства Gr28. Вкусовые нейроны личинок, экспрессирующие члены Gr28, активировались рибозой и РНК (но не дезоксирибозой). Когда гены Gr28 переносили в нейроны, чувствительные к сахару, но обычно их не экспрессирующие, эти нейроны также активировались рибозой и РНК.

Этот «вкус» к РНК не является просто роскошью. Авторы обнаружили, что личинки, выращенные на среде без рибонуклеозидов, развивались хуже, чем на полноценной среде. Личинки, лишённые рецепторов Gr28, росли медленнее и имели более низкую выживаемость по сравнению с нормальными.

Несмотря на способность организма к синтезу, обнаружение этих соединений в окружающей среде даёт преимущество быстро растущему организму, такому как личинка дрозофилы, которая должна увеличить массу тела в 200 раз всего за несколько дней. «Мы предполагаем, что способность ощущать вкус РНК развилась потому, что поглощение извне, а не de novo синтез, обеспечивает преимущество в выживании в этот период экстремального роста», — заявил Хьюберт Амрейн.