Daf-2 - Daf-2

protein abnormální tvorby dauerů 2
Identifikátory
OrganismusCaenorhabditis elegans
Symboldaf-2
Entrez175410
RefSeq (mRNA)NM_065249,5
RefSeq (Prot)NP_497650.4
UniProtQ968Y9
Další údaje
ChromozómIII: 2,99 - 3,03 Mb

The DAF-2 gen kóduje pro růstový faktor podobný inzulínu 1 (IGF-1) receptor v červu Caenorhabditis elegans. DAF-2 je součástí prvního metabolická cesta objevil regulovat rychlost stárnutí.[1] Je také známo, že DAF-2 reguluje vývoj reprodukce, odolnost vůči oxidační stres, termotolerance, odolnost vůči hypoxie a odolnost vůči bakteriím patogeny.[2] Mutace v DAF-2 byly zobrazeny Cynthia Kenyon zdvojnásobit životnost červů.[3][4] V epizodě WNYC z roku 2007 Radiolab, Kenyon nazval DAF-2 „genem smrtky.“[5]

Signální cesta IGF-1

Signalizace podobná inzulínu / IGF-1 je dobře zachována evolučně napříč živočišnými kmeny, od jednobuněčných organismů po savci.[6] DAF-2 je jediným členem rodiny inzulinových receptorů C. elegans ale odpovídá formou a funkcí mnoha cestám u lidí. Protein predikovaný ze sekvence DAF-2 je z 35% identický s lidským inzulínovým receptorem, který reguluje metabolismus; 34% identické s receptorem IGF-1, který reguluje růst; a 33% shodné s související s lidským receptorem inzulínu receptor.[7][8] v C. elegans, inzulin / IGF-1 /FOXO dráha je iniciována změnami hladin IGF-1, které způsobují spuštění receptorů IGF-1 a fosforylační kaskáda který deaktivuje FOXO transkripční faktor, DAF-16. Pokud není fosforylován, DAF-16 je aktivní a je přítomen v jádro. DAF-16 je odpovědný za regulaci transkripce asi 100 genů, které kódují produkty na ochranu buněk, jako je proteiny tepelného šoku a antioxidanty.[9] Genetická analýza odhaluje, že k dosažení prodloužené životnosti pozorované u DAF-2 je nutná přítomnost fungujícího DAF-16 příklepy.[10] Umlčením DAF-16 může aktivace receptorů DAF-2 nakonec ohrozit schopnost buňky zmírnit škodlivé podmínky prostředí.[6] Ve většině eukaryoty, inzulín aktivuje signalizaci DAF-2. Lidský inzulin i inzulin jsou však kódovány ortologickými geny v roce 2006 C. elegans inhibují receptory DAF-2 v C. elegans.[11]

Role C. elegans vývojové fáze

Caenorhabditis elegans, který postupuje řadou larva do konečného reprodukčního dospělého, může místo toho vstoupit do méně metabolicky aktivního dauer diapause pokud dojde k nedostatku potravin nebo přelidnění před dosažením dospělosti.[9] Zakázání DAF-2 zastaví vývoj ve fázi dauer, což prodlužuje životnost a prodlužuje životnost stárnutí a brání reprodukční dospělosti.[11]

Interakce stravy s cestou IGF-1

Výzkum interakce mezi stravou a cestou inzulín / IGF-1 ukázal, že příjem cukru negativně koreluje s aktivitou a dlouhověkostí DAF-16. Jedna studie zjistila, že požití glukózy snížilo rychlost tvorby dauerů a zkrátilo délku života knock-downů DAF-2, aby se podobalo normálnímu C. elegans, což naznačuje, že exprese genu zprostředkovaná DAF-16 spojená s dlouhověkostí je potlačena požitím glukózy. Divoký typ C. elegans krmení dietou, která obsahovala 2% glukózy, vykazovalo sníženou aktivitu Daf-16 a životnost byla zkrácena o 20% ve srovnání s červy krmenými médiem bez glukózy. Tato zjištění zvyšují možnost, že dieta s nízkým obsahem cukru může mít příznivé účinky na délku života vyšších organismů.[12]

Reference

  1. ^ Kenyon C (leden 2011). „První mutanti s dlouhým poločasem rozpadu: objev dráhy inzulínu / IGF-1 pro stárnutí“. Filozofické transakce Královské společnosti v Londýně. Série B, Biologické vědy. 366 (1561): 9–16. doi:10.1098 / rstb.2010.0276. PMC  3001308. PMID  21115525.
  2. ^ Gami MS, Wolkow CA (únor 2006). „Studie Caenorhabditis elegans DAF-2 / inzulínová signalizace odhalily cíle pro farmakologickou manipulaci délky života“. Stárnoucí buňka. 5 (1): 31–7. doi:10.1111 / j.1474-9726.2006.00188.x. PMC  1413578. PMID  16441841.
  3. ^ Dorman, Jennie B .; Albinder, Bella; Shroyer, Terry; Kenyon, Cynthia (1995). „Geny věku 1 a daf-2 fungují společnou cestou k řízení délky života Caenorhabditis elegans.“ Genetika. 141 (4): 1399–1406.
  4. ^ Apfeld J, Kenyon C (říjen 1998). „Buněčná neautonomie funkce C. elegans daf-2 při regulaci diapauzy a délky života“. Buňka. 95 (2): 199–210. doi:10.1016 / s0092-8674 (00) 81751-1. PMID  9790527.
  5. ^ Krulwich, R. (Účinkující) (2007, 14. června). Úmrtnost. Radiolab. [Audio podcast]. Citováno z http://www.radiolab.org/2007/jun/14/
  6. ^ A b Murphy CT, McCarroll SA, Bargmann CI, Fraser A, Kamath RS, Ahringer J a kol. (Červenec 2003). „Geny, které působí po proudu od DAF-16 a ovlivňují životnost Caenorhabditis elegans“. Příroda. 424 (6946): 277–83. Bibcode:2003 Natur.424..277M. doi:10.1038 / nature01789. PMID  12845331.
  7. ^ Kimura KD, Tissenbaum HA, Liu Y, Ruvkun G (srpen 1997). „daf-2, gen podobný inzulínovému receptoru, který reguluje dlouhověkost a diapauzu u Caenorhabditis elegans“. Věda. 277 (5328): 942–6. doi:10.1126 / science.277.5328.942. PMID  9252323.
  8. ^ Kenyon C (únor 2005). „Plastika stárnutí: poznatky od mutantů s dlouhým poločasem rozpadu“. Buňka. 120 (4): 449–60. doi:10.1016 / j.cell.2005.02.002. PMID  15734678.
  9. ^ A b Hu, 2007 Hu, P.J. (2007). Dauer. V WormBook, The C. elegans Research Community, ed. 10.1895 / wormbook.1.144.1, http://www.wormbook.org.
  10. ^ Kenyon C (leden 2011). „První mutanti s dlouhým poločasem rozpadu: objev dráhy inzulínu / IGF-1 pro stárnutí“. Filozofické transakce Královské společnosti v Londýně. Série B, Biologické vědy. 366 (1561): 9–16. doi:10.1098 / rstb.2010.0276. PMC  3001308. PMID  21115525.
  11. ^ A b Pierce SB, Costa M, Wisotzkey R, Devadhar S, Homburger SA, Buchman AR a kol. (Březen 2001). „Regulace signalizace receptoru DAF-2 lidským inzulinem a ins-1, členem neobvykle velké a rozmanité rodiny genů inzulínu C. elegans“. Geny a vývoj. 15 (6): 672–86. doi:10,1101 / gad. 867301. PMC  312654. PMID  11274053.
  12. ^ Lee SJ, Murphy CT, Kenyon C (listopad 2009). „Glukóza zkracuje životnost C. elegans snížením regulace aktivity DAF-16 / FOXO a exprese genu pro aquaporin“. Buněčný metabolismus. 10 (5): 379–91. doi:10.1016 / j.cmet.2009.10.003. PMC  2887095. PMID  19883616.