Uraltes Neurohormon kontrolliert den Appetit 

Das Peptid Bombesin spielt eine Schlüsselrolle bei der Regulierung des Hungers, indem es signalisiert, dass wir genug gegessen haben. Der Name Bombesin stammt von der Rotbauchunke (Bombina bombina), die auch Feuerkröte genannt wird und aus deren Haut 1971 der Botenstoff erstmals isoliert wurde. Eine Injektion von Bombesin reduziert bei Säugetieren die Größe der Mahlzeiten und verlängert die Zeit zwischen den Mahlzeiten.

Jetzt beschreiben Forschende um die Doktorandin Weiling Huang vom Centre for Evolutionary and Functional Genomics der Queen Mary University of London in dem Wissenschaftsjournal »Proceedings of the National Academic of Sciences (USA)« die Entdeckung und funktionelle Charakterisierung eines Bombesin-ähnlichen Neuropeptid-Signalwegs in einem Stachelhäuter, dem Seestern Asterias rubens.

Mittels in silico-Analysen identifizierten die Forschenden in A. rubens ein einzelnes Bombesin-artiges Neuropeptid-Gen mit hoher Homologie zu Neuromedin B (NMB) aus Vertebraten, ein mit Bombesin (BN) verwandtes Peptid bei Säugetieren, das ursprünglich aus Rückenmarksgewebe von Schweinen gewonnen wurde und das auch im zentralen Nervensystem sowie im Magen-Darm-Trakt vorkommt.

Nachdem die Forschenden die Struktur des Bombesin-artigen Neuropeptids aufgeklärt und das Peptid danach in CHO-Zellen exprimiert hatten, konnten sie zeigen, dass das NMB aus A. rubens (ArBN) spezifisch und hochaffin an den entsprechenden Rezeptor (NMBR), ein G-Protein-gekoppelter Rezeptor, bindet und diesen aktiviert.

ArBN wird in neurosekretorischen Zellen des zentralen Nervenrings des Seesterns synthetisiert. Der ArBN-Rezeptor wurde hingegen in entfernten Nervenzellen exprimiert, was auf ein parakrines Signaling hindeutet. Als Folge einer Inaktivierung der ArBN-Expression wiesen die Tiere Fehlfunktionen in der Fortbewegung und in der Reaktion auf Lichtreize auf. Dies legt eine Rolle des Systems in sensorischer Modulation und motorischer Kontrolle nahe.

Die Forschenden untersuchten auch, wie sich ArBN auf das Fressverhalten von Seesternen auswirkt. Seesterne haben eine einzigartige Art zu fressen: Sie stülpen ihren Magen aus der Mundöffnung, um Beutetiere wie Muscheln zu verdauen. Wurde ArBN in die Tiere injiziert, zog sich der Seesternmagen wieder in den Mund zurück, was die Nahrungsaufnahme beendet. Darüber hinaus verzögerte ArBN auch den Beginn der Nahrungsaufnahme, da Seesterne, denen ArBN injiziert wurde, länger brauchten, um eine Muschel zu umschließen, als Seesterne, denen Wasser injiziert wurde.

Die Ergebnisse sprechen dafür, dass der Bombesin-artige Signalweg in A. rubens eine konservierte neuroendokrine Funktion erfüllt, vergleichbar mit der von analogen Systemen in Wirbeltieren, etwa bei der Regulation von Stress, Thermoregulation oder Verhalten. Bemerkenswert ist die Entdeckung eines einzigen Bombesin-ähnlichen Liganden im Seestern im Gegensatz zu mehreren homologen Peptiden bei Vertebraten, was Hinweise auf eine evolutionäre Aufspaltung und funktionelle Diversifizierung gibt.