Semenná tekutina - Seminal fluid protein

Fotografie Heliconius erato, druhu motýla
Heliconius erato, nebo rudý pošťák, byl mezi prvními druhy motýlů, u kterých byl studován jeho proteom semenného moku.[1]

Semenné tekutiny proteiny (SFP) nebo doplňkové žlázové proteiny (Acps) jsou jedním z non-spermie komponenty sperma. U mnoha zvířat s vnitřní hnojení, muži přenášejí komplexní koktejl z bílkoviny v jejich spermatu ženám během páření. Tyto proteiny semenných tekutin mají často různý a silný účinek na samice po páření fenotypy.[2] SFP jsou vyráběny mužské doplňkové žlázy.

Semenné tekutiny proteiny často vykazují známky zvýšené evoluční sazby a jsou často uváděny jako příklad sexuální konflikt.[2]

Proteomika

SFP jsou nejlépe studovány v savci a hmyz,[3] zejména u běžné ovocné mušky, Drosophila melanogaster. Většina druhů produkuje širokou škálu proteinů, které se přenášejí na ženy. Například přibližně 150 SFP bylo identifikováno v D. melanogaster,[4][5] 46 v komářích Anopheles gambae,[6] a kolem 160 u lidí.[7]

Zvýšená evoluce

Dokonce i mezi blízce příbuznými druhy, semennou tekutinou proteom se může velmi lišit. SFP vykazují zvýšenou míru Sekvence DNA změna ve srovnání s nereprodukčními geny (měřeno K.A/ K.s poměr) v mnoha objednávkách, včetně Dvoukřídlí (letí),[8][9] Lepidoptera (motýli a můry),[1] Rodentia,[10] a Primáti.[11][12][13]

SFP navíc vykazují vysokou míru obratu genů ve srovnání s nereprodukčními geny.[9]

Funkce

Páření drosophila melanogaster.
Výzkum funkce SFP byl prováděn zejména u druhů hmyzu D. melanogaster.

Funkci SFP nejlépe porozumíme D. melanogaster. SFP hrají roli u mužů-mužů konkurence spermií. Jedna studie, která manipulovala s množstvím SFP mužů D. melanogaster Produkce zjistila, že když muži soutěžili, muži, kteří produkovali více SFP, zplodili větší podíl potomků.[14]

U mnoha druhů hmyzu dochází k významným změnám v chování samic a fyziologie následující páření; Ukázalo se, že izolovaný příjem SFP je odpovědný za mnoho z těchto změn. v D. melanogaster ženy, více než 160 genů regulace nahoru nebo dolů po izolovaném přijetí SFP.[15] Tyto transkriptomický změny se neomezují pouze na ženy reprodukční trakt.[16] SFP prodlužují refrakterní období (když žena nemá zájem o páření) a stimulovat ovulace; navíc mohou ovlivnit procesy jako skladování spermií, metabolismus a úrovně aktivity.[3]

Ačkoli se zdá, že SFP hrají roli při koordinaci mužského a ženského reprodukčního úsilí (např. Při načasování ovulace), SFP mohou být také zdrojem sexuální konflikt. Studie z D. melanogaster odhalili, že ženy, které dostaly SFP, utrpěly pokles životnost a zdatnost.[17] Časté páření D. melanogaster je spojena se snížením délky života žen,[18] a ukázalo se, že tyto náklady na páření u žen jsou primárně zprostředkovány přijetím SFP.[19]

Jelikož SFP hrají důležitou roli v reprodukčních procesech u druhů komárů přenášejících nemoci a navíc jsou vysoce druhově specifické, manipulace s SFP může mít potenciál pro vysoce cílené kontrola těchto populací komárů.[20]

Reference

  1. ^ A b Walters, J. R .; Harrison, R. G. (07.04.2010). „Kombinovaná analýza EST a proteomická analýza identifikuje rychle se vyvíjející proteiny semenných tekutin u motýlů Heliconius“. Molekulární biologie a evoluce. 27 (9): 2000–2013. doi:10,1093 / molbev / msq092. ISSN  0737-4038. PMID  20375075.
  2. ^ A b Sirot, Laura K .; Wong, Alex; Chapman, Tracey; Wolfner, Mariana F. (2014-12-11). „Sexuální konflikty a proteiny semenných tekutin: dynamická krajina sexuálních interakcí“. Perspektivy Cold Spring Harbor v biologii. 7 (2): a017533. doi:10.1101 / cshperspect.a017533. ISSN  1943-0264. PMC  4315932. PMID  25502515.
  3. ^ A b Avila, Frank W .; Sirot, Laura K .; LaFlamme, Brooke A .; Rubinstein, C. Dustin; Wolfner, Mariana F. (2011). „Proteiny semenných tekutin hmyzu: identifikace a funkce“. Každoroční přezkum entomologie. 56: 21–40. doi:10.1146 / annurev-ento-120709-144823. ISSN  0066-4170. PMC  3925971. PMID  20868282.
  4. ^ Findlay, Geoffrey D .; Yi, Xianhua; MacCoss, Michael J .; Swanson, Willie J. (2008-07-29). „Proteomics odhaluje nový protein semenných tekutin Drosophila přenesený při páření“. PLOS Biology. 6 (7): e178. doi:10.1371 / journal.pbio.0060178. ISSN  1545-7885. PMC  2486302. PMID  18666829.
  5. ^ Findlay, Geoffrey D .; MacCoss, Michael J .; Swanson, Willie J. (01.05.2009). „Proteomický objev dříve bez poznámek, rychle se vyvíjejících genů semenných tekutin v Drosophile“. Výzkum genomu. 19 (5): 886–896. doi:10.1101 / gr.089391.108. ISSN  1088-9051. PMC  2675977. PMID  19411605.
  6. ^ Dottorini, Tania; Nicolaides, Lietta; Ranson, Hilary; Rogers, David W .; Crisanti, Andrea; Catteruccia, Flaminia (2007-10-09). „Analýza na celém genomu u komárů Anopheles gambiae odhalila 46 mužských genů doplňkové žlázy, možné modulátory ženského chování“. Sborník Národní akademie věd. 104 (41): 16215–16220. Bibcode:2007PNAS..10416215D. doi:10.1073 / pnas.0703904104. ISSN  0027-8424. PMC  2042187. PMID  17901209.
  7. ^ Schumacher, Julia; Rosenkranz, David; Herlyn, Holger (2014-01-22). „Systémy páření a interakce protein-protein určují vývojové rychlosti proteinů spermií primátů“. Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences. 281 (1775): 20132607. doi:10.1098 / rspb.2013.2607. ISSN  0962-8452. PMC  3866406. PMID  24307672.
  8. ^ Kelleher, Erin S; Watts, Thomas D; Laflamme, Brooke A; Haynes, Paul A; Markow, Therese A (2009-05-01). „Proteomická analýza mužských pomocných žláz Drosophila mojavensis naznačuje nové třídy proteinů semenných tekutin“. Hmyzí biochemie a molekulární biologie. 39 (5–6): 366–371. doi:10.1016 / j.ibmb.2009.03.003. ISSN  0965-1748. PMID  19328853.
  9. ^ A b Mueller, J. L. (2005-06-18). "Srovnání mezi druhy Drosophila mužských doplňkových žlázových proteinových genů". Genetika. 171 (1): 131–143. doi:10.1534 / genetika.105.043844. ISSN  0016-6731. PMC  1456506. PMID  15944345.
  10. ^ Ramm, S. A .; McDonald, L .; Hurst, J. L .; Beynon, R. J .; Stockley, P. (06.10.2008). „Srovnávací proteomika odhaluje důkazy evoluční diverzifikace semenné tekutiny hlodavců a její funkční význam v soutěži o spermie“. Molekulární biologie a evoluce. 26 (1): 189–198. doi:10.1093 / molbev / msn237. ISSN  0737-4038. PMID  18931385.
  11. ^ Clark, Nathaniel L .; Swanson, Willie J. (2005). „Všudypřítomná adaptivní evoluce v primátových semenných proteinech“. Genetika PLOS. 1 (3): e35. doi:10.1371 / journal.pgen.0010035. ISSN  1553-7390. PMC  1201370. PMID  16170411.
  12. ^ Dobře, Jeffrey M .; Wiebe, Victor; Albert, Frank W .; Burbano, Hernán A .; Kircher, Martin; Green, Richard E .; Halbwax, Michel; André, Claudine; Atencia, Rebeca (2013-01-16). „Srovnávací populační genomika ejakulátu u lidí a lidoopů“. Molekulární biologie a evoluce. 30 (4): 964–976. doi:10,1093 / molbev / mst005. ISSN  1537-1719. PMID  23329688.
  13. ^ Meslin, Camille; Laurin, Michel; Callebaut, Isabelle; Druart, Xavier; Monget, Philippe (2015). „Vývoj druhově specifických hlavních proteinů semenných tekutin u placentárních savců smrtí genů a pozitivní selekcí“. Příspěvky do zoologie. 84 (3): 217–235. doi:10.1163/18759866-08403003.
  14. ^ Wigby, Stuart; Sirot, Laura K .; Linklater, Jon R .; Buehner, Norene; Calboli, Federico C.F .; Bretman, Amanda; Wolfner, Mariana F .; Chapman, Tracey (květen 2009). „Alokace proteinů semenných tekutin a reprodukční úspěch u mužů“. Aktuální biologie. 19 (9): 751–757. doi:10.1016 / j.cub.2009.03.036. ISSN  0960-9822. PMC  2737339. PMID  19361995.
  15. ^ McGraw, Lisa A .; Gibson, Greg; Clark, Andrew G .; Wolfner, Mariana F. (srpen 2004). "Geny regulované pářením, spermatem nebo semennými proteiny v pářené ženské Drosophila melanogaster". Aktuální biologie. 14 (16): 1509–1514. doi:10.1016 / j.cub.2004.08.028. ISSN  0960-9822. PMID  15324670. S2CID  17056259.
  16. ^ McGraw, L. A .; Clark, A. G .; Wolfner, M. F. (2008-06-18). "Post-páření profily genové exprese ženské Drosophila melanogaster v reakci na čas a na čtyři mužské proteiny žláz s doplňkem". Genetika. 179 (3): 1395–1408. doi:10.1534 / genetika.108.086934. ISSN  0016-6731. PMC  2475742. PMID  18562649.
  17. ^ Wigby, Stuart; Chapman, Tracey (únor 2005). "Sex peptid způsobuje náklady na páření u samice Drosophila melanogaster". Aktuální biologie. 15 (4): 316–321. doi:10.1016 / j.cub.2005.01.051. ISSN  0960-9822. PMID  15723791. S2CID  15533396.
  18. ^ Fowler, Kevin; Partridge, Linda (duben 1989). "Náklady na páření u ženských mušek". Příroda. 338 (6218): 760–761. Bibcode:1989 Natur.338..760F. doi:10.1038 / 338760a0. ISSN  0028-0836. S2CID  4283317.
  19. ^ Chapman, Tracey; Liddle, Lindsay F .; Kalb, John M .; Wolfner, Mariana F .; Partridge, Linda (leden 1995). „Náklady na páření u samic Drosophila melanogaster jsou zprostředkovány produkty mužské doplňkové žlázy“. Příroda. 373 (6511): 241–244. Bibcode:1995 Natur.373..241C. doi:10.1038 / 373241a0. ISSN  0028-0836. PMID  7816137. S2CID  4336339.
  20. ^ „Grant zkoumá použití proteinů semenných tekutin k potlačení komárů | Cornell Chronicle“. news.cornell.edu. Citováno 2018-08-14.