Onderzoek van academici aan de Queen Mary University of London School of Biological and Behavioral Sciences, gepubliceerd in BMC Biology , heeft de evolutionaire geschiedenis onthuld van een hormoon dat de seksuele rijping bij mensen regelt.

Tijdens de puberteit ondergaat ons lichaam veranderingen waarbij het lichaam van een kind uitgroeit tot een volwassen lichaam dat in staat is tot seksuele voortplanting. Bij sommige mensen is het begin van de puberteit echter vertraagd en genetische analyse van deze aandoening heeft inzicht gegeven in de hormonale mechanismen die de seksuele rijping beheersen. Zo werd in 2003 ontdekt dat het begin van de puberteit wordt veroorzaakt door de afgifte van een hormoon in de hersenen (een neurohormoon) dat bekend staat als kisspeptine, dat vervolgens zijn effecten uitoefent door zich te binden aan een eiwit dat bekend staat als de kisspeptine-receptor. Maar wanneer ontstonden kisspeptine en zijn receptor in de evolutionaire geschiedenis van het leven op aarde?

Om deze vraag te beantwoorden, werden de genomen van verschillende soorten ongewervelde dieren geanalyseerd om te zoeken naar genen die coderen voor eiwitten die gerelateerd zijn aan de menselijke kisspeptine-receptor. Dit onthulde de aanwezigheid van genen die coderen voor kisspeptine-type receptoren in verschillende soorten ongewervelde dieren, waaronder weekdieren (bijv. slakken), ringwormen (bijv. regenwormen) en stekelhuidigen (bijv. zeesterren). Op basis van deze bevinding concludeerden de onderzoekers dat kisspeptine en zijn receptor minstens een half miljard jaar geleden moeten zijn ontstaan ​​in een gemeenschappelijke voorouder van de Bilateria - dieren die tijdens hun levenscyclus bilaterale symmetrie vertonen, waaronder de meeste dieren op aarde . Bovendien ontdekten de onderzoekers dat, in tegenstelling tot mensen die slechts één kisspeptine-receptorgen hebben, sommige dieren zoals zeesterren veel genen hebben die coderen voor kisspeptine-type receptoren, terwijl andere dieren zoals insecten er geen hebben vanwege genverlies tijdens hun evolutionaire geschiedenis .

Om de functionele betekenis van het voorkomen van een uitgebreide familie van genen die coderen voor kisspeptine-type receptoren in zeesterren verder te onderzoeken, werd de algemene Europese soort Asterias rubens geselecteerd als een experimenteel model. Opmerkelijk is dat deze soort elf genen heeft die coderen voor eiwitten die verwant zijn aan de menselijke kisspeptine-receptor en vier genen die coderen voor negentien kisspeptine-achtige moleculen die binden aan een of meer van de elf kisspeptine-achtige receptoren en deze activeren.

Dr. Nayeli Escudero Castelán, die bijdroeg aan de studie als onderdeel van haar Ph.D. studies aan de Queen Mary University of London, legden uit hoe dit deel van de studie werd uitgevoerd:

"Genen die coderen voor de zeester-kispeptine-achtige receptoren werden gekloond zodat ze tot expressie konden worden gebracht in cellen die licht produceren wanneer een molecuul bindt aan een van de receptoren en deze activeert. Op deze manier konden we de kisspeptine-achtige moleculen ontdekken die fungeren als liganden voor zes van de elf receptoren van het type kisspeptine in zeesterren."

De verrassende ontdekking van zo'n complex chemisch signaleringssysteem in zeesterren heeft nieuwe inzichten opgeleverd in de evolutionaire geschiedenis van kisspeptine. De bevindingen geven aan dat de gemeenschappelijke voorouder van bilaterale dieren ten minste twee soorten kisspeptines zou hebben gehad, waarvan er één verloren lijkt te zijn gegaan in de gewervelde lijn die mensen omvat.

Bovendien hebben zeesterren en hun soort uniek geëvolueerde kisspeptine-gerelateerde moleculen die bekend staan ​​als SALMFamides, neurohormonen die meer dan dertig jaar geleden voor het eerst werden ontdekt in zeesterren, lang voor de ontdekking van kisspeptine als puberteitshormoon bij mensen.

Maurice Elphick, hoogleraar dierfysiologie en neurowetenschappen en hoofdauteur van de studie, zei:"Ik ontdekte SALMFamides in zeesterren toen ik een doctoraatsstudent was aan de Royal Holloway University of London en de University of Florida in de jaren tachtig, dus het vooral verheugend voor mij dat we vele jaren later de receptoren hebben ontdekt waaraan deze moleculen binden en hun relatie met het puberteitshormoon kisspeptine."

Dus wat zijn de functies van de kisspeptine-achtige moleculen in zeesterren? Lopend onderzoek richt zich op deze vraag om te onderzoeken of er bewijs is van een evolutionair oude rol van kisspeptines als regulatoren van seksuele voortplanting bij zeesterren. Er is echter al bewijs van rollen in andere biologische processen voor SALMFamides, die het ongebruikelijke extra-orale voedingsgedrag van zeesterren reguleren door eversie van hun maag uit de mond te veroorzaken. Zoölogische studies veranderen dus ons perspectief op kisspeptine als een puberteitshormoon bij mensen, onthullen de complexe evolutionaire geschiedenis en bieden nieuwe inzichten in de functies en relaties met moleculen die bij andere dieren zijn ontdekt. + Verder verkennen

Wetenschappers identificeren oude oorsprong voor het belangrijkste hormoonsysteem