Все мы знакомы с фруктовой дрозофилой. Стоит зазеваться и не вынести  мусор вовремя и вот уже эта маленькая черная мушка пирует на брошенных огрызках и кожурках.

Но несмотря на определение «фруктовая», эти мушки летят не только на фрукты. Они готовы питаться самыми разными видами пищи. В статье, опубликованной в Cell Reports, ученые утверждают, что такое разнообразие рациона связано с их гибкой реакцией на углеводы, и главное — это позволяет понять, как эволюционировало человеческое пищевое поведение.

Действительно, всеядность — наша с дрозофилой общая черта. А вот некоторые генетические родственники плодовой мухи в этом смысле нам не товарищи, поскольку питаются лишь очень специфическими плодами. Возникает вопрос, как организмы в пределах одной генетической семьи могут так кардинально различаться.

Команда ученых из Высшей школы биологических исследований Киотского университета, посвятила свою работу обнаружению различий в молекулярных механизмах между «универсальными» и «избирательными» едоками-мушками. 

Команда начала с проверки того, смогут ли личинки тех и других мух адаптироваться к трем экспериментальным диетам: с высоким содержанием белка, с высоким содержанием углеводов и средним белково-углеводным содержанием. Как и ожидалось, мухи-универсалы, в том числе обыкновенная фруктовая дрозофила благополучно развивались при всех диетах, лишь бы кормили! Личинки же «избирательных едоков» погибли на диете, богатой углеводами.

Посмотрев на все это, команда ученых вполне логично предположила, что разница между мухами заключается в генетических путях, контролирующих реакцию на углеводы.

Выяснилось, что данную реакцию регулирует передача сигналов TGF-β/Activin. У «универсалов» этот сигнальный путь довольно гибкий и поддерживает метаболический гомеостаз при различных диетах. Например, существует около 250 метаболических генов, которые подавляются, когда дрозофила попадает на углеводный рацион.

Напротив, «избирательные едоки» экспрессировали те же гены на более высоких уровнях — результатом стала сниженная адаптация к некоторым видам еды. Характерно, что тот же самый недостаток адаптации возник у обычной плодовой мухи, когда ей отключили ген сигнального пути TGF-β / Activin под названием dawdle.

Результаты показывают, что «универсалы» эволюционно сохранили надежные системы, чувствительные к углеводам, благодаря взаимодействию генома с разнообразной окружающей средой, тогда как «привереды» потеряли их, живя исключительно в среде с низким содержанием углеводов.

Исследовательская группа заключает: «Учитывая, что люди и дрозофилы имеют ряд сходных генов и регуляторных факторов, мы уже сейчас начинаем разработку межвидового сравнительного подхода, который обеспечит построение системы информативных моделей для решения проблемы генетической изменчивости среди людей в ответ на потребление пищи».