Prin anii 1930, oamenii de știință au observat că puricii de apă și șobolanii hrăniți cu diete restricționate în tinerețe trăiau mai mult. Același efect a apărut de atunci la muștele de fructe și la șoareci. Ce nu știam era cum o masă consumată în copilărie putea afecta sănătatea săptămâni, luni sau chiar ani mai târziu. Un studiu recent din Nature ar putea fi găsit răspunsul.

O echipă condusă de Fumiaki Obata, biolog la Centrul RIKEN pentru Cercetarea Dinamicii Sistemelor Biologice din Kobe, Japonia, a descoperit o proteină care păstrează în viața adultă o evidență a ceea ce au mâncat muștele de fructe ca larve, influențând cât de mult trăiesc.

Muștele de fructe de laborator sunt hrănite cu un amestec de drojdie și zahăr, drojdia fiind principala lor sursă de proteine. „Am scăzut doar concentrația de drojdie din dietă, de la opt procente la unul sau două procente”, explică Obata. Această dietă săracă în proteine a fost introdusă aproximativ la jumătatea perioadei larvare. Odată ce muștele au ieșit din pupe ca adulți, au revenit la hrana standard.

În experimentul lui Obata, muștele cu restricție de proteine, atât masculii cât și femelele, au trăit mai mult decât frații lor bine hrăniți. Dar a venit cu un cost. Muștele erau mai palide și mai ușoare, cântărind uneori cu 28 la sută mai puțin. Femelele depuneau și mai puține ouă.

„Este foarte comun, de fapt. Reproducerea și durata de viață sunt întotdeauna într-o relație de compromis”, spune Obata. „Acesta este și cazul acestei restricții dietetice din viața timpurie. Au mai puține ouă și sunt puțin mai mici. Dar au o extensie a duratei de viață.”

Acest compromis tipic nu a fost însă întreaga poveste. Când echipa a adăugat aminoacizi, elementele de bază ale proteinelor, înapoi în hrana larvală săracă în drojdie, impulsul longevității a dispărut. Cumva, corpurile muștelor adulte își aminteau câtă proteină mâncaseră ca larve. Obata și colegii săi au numit aceasta o memorie nutrițională și au pornit să găsească exact unde în corp era păstrată acea memorie.

Comparând activitatea genelor la muștele adulte crescute cu diete sărace în proteine și standarde au apărut aproximativ 100 de proteine candidate care ar putea stoca informația despre aportul timpuriu de proteine. „Practic am mers una câte una, verificând care ar fi importantă”, spune Obata.

Pentru a restrânge căutarea, echipa a marcat hrana larvală pentru a spune care proteine din corpul unei muște adulte au fost construite din hrana pe care a mâncat-o ca larvă. Larvele au fost crescute pe o dietă sintetică în care doi aminoacizi, lizina și arginina, au fost făcuți cu izotopi mai rari și mai grei ai atomilor de carbon și azot. Odată ce larvele au devenit muște adulte, echipa a trecut la hrană cu un al doilea set de aminoacizi marcați cu izotopi diferiți, mai ușori.

Apoi cercetătorii au folosit spectrometria de masă pentru a cântări fragmente de proteine din capetele muștelor. Același fragment de proteină putea fi înregistrat cu câteva unități mai greu sau mai ușor, în funcție de faptul dacă era construit din hrana larvală sau adultă. „Acest lucru este practic realizabil doar cu acest experiment cu izotopi stabili”, spune Obata.

La trei zile de la maturitate, aproape 64 la sută din proteinele din capetele muștelor erau încă făcute din aminoacizi mâncați de larve. Până în ziua a șasea, aceasta a scăzut doar la aproximativ 46 la sută. Prominente printre ele erau proteinele ribozomale, care fac parte din complexul ce produce toate celelalte proteine. Muștele hrănite cu o dietă restricționată în proteine ca larve aveau mai puține dintre acestea și produceau proteine noi mai lent în prima săptămână de viață adultă.

Acest lucru a ridicat imediat o întrebare. Muștele trec prin metamorfoză într-un înveliș de pupă, iar pupele nu mănâncă. Deci aminoacizii larvali care au ajuns în proteinele ribozomale adulte trebuiau depozitați undeva în timpul metamorfozei, iar orice i-a ținut trebuia să fie sensibil la câtă proteină au mâncat larvele.

Echipa a căutat o proteină care atât răspundea la dieta larvală, cât și supraviețuia până la maturitate. Și au găsit-o.

Era o proteină numită proteina serică larvală 2, sau Lsp2. Larvele o stochează ca pe o cămară pentru metamorfoză când încetează să mănânce. „Muștele exprimă această Lsp2 masiv în viața timpurie”, spune Obata. „Și știam că există o oarecare transmitere a acestei proteine Lsp2”