Dieet als larve bepaalt hoe lang een fruitvlieg later leeft

Dat minder eten in de jeugd tot een langer leven kan leiden, is al decennia bekend bij waterfleas, ratten en fruitvliegen. Waarom dat zo is, bleef echter onduidelijk. Een team onder leiding van bioloog Fumiaki Obata van het RIKEN Center for Biosystems Dynamics Research in Kobe denkt nu het mechanisme te hebben blootgelegd, en publiceerde de resultaten in Nature.

De onderzoekers verlaagden het eiwitgehalte in het voer van fruitvliegenlarven, van acht naar één of twee procent gist. Zodra de dieren als volwassen vlieg uit hun pop kropen, kregen ze weer gewoon voer. Toch bleven de vliegen die als larve minder eiwit hadden gegeten langer leven dan hun goed gevoede soortgenoten. Dat ging wel gepaard met een prijs: de vliegen waren lichter, bleker en vrouwtjes legden minder eieren. Toen de onderzoekers aminozuren, de bouwstenen van eiwit, weer toevoegden aan het larvale dieet, verdween het langere-leveneffect. Het lichaam van de vlieg 'onthield' kennelijk hoeveel eiwit het als larve had gegeten.

Een eiwitvoorraad met lange nawerking

Om te achterhalen waar die herinnering zat, voedden de onderzoekers larven met aminozuren die gemarkeerd waren met zware isotopen, en volgden ze met een massaspectrometer welke eiwitten in de kop van de volwassen vlieg nog van larvale makelij waren. Drie dagen na de gedaanteverwisseling bleek bijna 64 procent van de eiwitten nog steeds opgebouwd uit aminozuren die de larve had gegeten. Veel daarvan waren onderdelen van het ribosoom, het celonderdeel dat alle andere eiwitten aanmaakt.

De verklaring bleek te liggen bij een stof genaamd larval serum protein 2, kortweg Lsp2. Larven maken dit eiwit massaal aan als voorraad voor de verpopping, de periode waarin ze niet eten. Op een eiwitarm dieet maken larven minder Lsp2 aan, en dat tekort blijft ook in de volwassen vlieg merkbaar. Minder Lsp2 betekent minder ribosomale eiwitten en een tragere eiwitaanmaak in de eerste levensweek. Schakelden de onderzoekers het Lsp2-gen in larven volledig uit, dan kregen ze precies hetzelfde resultaat als bij het dieet: minder ribosomen, langzamere eiwitproductie en een langer leven.

Wat betekent dit voor mensen?

Lsp2 blijkt opvallend rijk aan de aminozuren fenylalanine en tyrosine. Alleen al het schrappen van tyrosine, of het fors verlagen van fenylalanine in het larvale dieet, was genoeg om hetzelfde effect te krijgen. Het weghalen van isoleucine, een aminozuur dat nauwelijks in Lsp2 voorkomt, deed niets. Mensen hebben geen directe tegenhanger van Lsp2, maar Obata vermoedt dat albumine de beste kandidaat is: dit bloedeiwit vormt samen met globulines zo'n negentig procent van het eiwit in ons bloed, wordt in grote hoeveelheden aangemaakt en is gevoelig voor hoeveel eiwit we eten. Of albumine ook zo'n 'voedingsgeheugen' bijhoudt, moet eerst in muizen worden onderzocht, en pas daarna mogelijk in primaten en mensen. Diëten voor peuters om ze langer te laten leven zijn dus voorlopig geen optie.