Em formação

Os feromônios são capazes de ativar mudanças no fenótipo de um organismo complexo?


Sei que os feromônios são meios de comunicação entre uma mesma espécie, mas são capazes de alterar o fenótipo de um organismo, podem estar influenciando a expressão dos genes de um referido organismo.


Feromônios são meios de comunicação entre indivíduos dentro de uma espécie, não entre espécies.

[A] re [feromônios] capazes de alterar o fenótipo de um organismo [?]

Sim! Na verdade, necessariamente, por definição. Se um produto químico produzido por um indivíduo não afeta o fenótipo de nenhum indivíduo da mesma espécie, então não é um feromônio! Você notará que o comportamento faz parte do fenótipo de um organismo.

Os feromônios podem ter um impacto drástico no fenótipo de um organismo. Os exemplos mais notáveis ​​são de insetos sociais, como a diferenciação de castas em cupins (Matsuura et al. 2010).


Mosaico (genética)

Mosaicismo ou mosaicismo genético é uma condição em um organismo multicelular em que um único organismo possui mais de uma linha genética como resultado de mutação genética. [1] [2] Isso significa que várias linhagens genéticas resultaram de um único ovo fertilizado. Os mosaicos genéticos podem frequentemente ser confundidos com quimerismo, no qual dois ou mais genótipos surgem em um indivíduo de forma semelhante ao mosaicismo. No quimerismo, porém, os dois genótipos surgem da fusão de mais de um zigoto fertilizado nos estágios iniciais do desenvolvimento embrionário, e não de uma mutação ou perda de cromossomos.

O mosaicismo genético pode resultar de muitos mecanismos diferentes, incluindo não disjunção cromossômica, atraso de anáfase e endoreplicação. [3] O atraso da anáfase é a forma mais comum pela qual o mosaicismo surge no embrião pré-implantação. [3] O mosaico também pode resultar de uma mutação em uma célula durante o desenvolvimento, caso em que a mutação será transmitida apenas para suas células filhas (e estará presente apenas em certas células adultas). [4] O mosaicismo somático geralmente não é hereditário, pois geralmente não afeta as células germinativas. [2]


Resumo

As características de crescimento e o metabolismo subjacente dos hospedeiros de produção microbiana são essenciais para a produtividade das vias modificadas metabolicamente. A produção paralela ao crescimento geralmente leva à competição biomassa / bioproduto pelo carbono. O fenótipo de parada de crescimento associado ao Saccharomyces cerevisiae A resposta a feromônios é uma fase de produção potencialmente atrativa porque oferece a possibilidade de desacoplar a produção do crescimento populacional. No entanto, pouco se sabe sobre o fenótipo metabólico associado à resposta ao feromônio, que não foi testado para adequação como fase de produção. A análise dos fluxos de metabólitos extracelulares, dados transcriptômicos disponíveis e produção de compostos heterólogos (ácido para-hidroxibenzóico) demonstram que um metabolismo altamente ativo e distinto está subjacente à resposta ao feromônio. Esses resultados indicam que a resposta ao feromônio é uma fase de produção adequada e que pode ser útil para informar os princípios de projeto de biologia sintética para a engenharia de fenótipos de fase estacionária produtiva.


15 - Regulação da plasticidade fenotípica na perspectiva da biologia evolutiva do desenvolvimento

A plasticidade fenotípica é a capacidade de um organismo de alterar seu fenótipo em resposta às mudanças ambientais. Praticamente qualquer traço tem o potencial de exibir alguma plasticidade fenotípica, mas o grau em que a plasticidade se manifesta é moldado pela seleção natural. A plasticidade fenotípica demonstrou desempenhar papéis importantes durante a evolução adaptativa. Em particular, a plasticidade do desenvolvimento, a capacidade de um organismo de mudar suas trajetórias de desenvolvimento sob condições ambientais distintas, pode desempenhar papéis importantes durante a evolução de novos fenótipos. Assim, compreender os mecanismos que regulam a plasticidade do desenvolvimento fornece insights sobre como os organismos evoluem.


Os bichos-papões da biologia: como as mudanças não genéticas influenciam o genótipo

A noção de que existe um mapeamento um-um do genótipo ao fenótipo foi derrubada há muito tempo. Junto com o genótipo e o ambiente, "mudanças não genéticas" orquestradas por RNA alterado e moléculas de proteína também orientam o desenvolvimento do fenótipo. A ideia de que existe uma rota através da qual mudanças no fenótipo podem levar a mudanças no genótipo colide com vários fenômenos de interesse molecular, de desenvolvimento, evolutivo e aplicado. Mudanças fenotípicas que não alteram a sequência de DNA subjacente foram estudadas em sistemas modelo (por exemplo: modificações de DNA e histonas, edição de RNA, formação de príons) e são conhecidas por desempenhar um papel importante na adaptação de curto prazo. No entanto, devido à sua natureza transitória e herança instável, o papel dessas mudanças na evolução de longo prazo permanece controverso. Classifico e reviso três maneiras pelas quais as mudanças não genéticas podem influenciar o genótipo e impactar a aptidão celular ao longo das gerações, com ênfase na ideia atraente de que podem atuar como trampolins para a adaptação genética. Concentro-me no trabalho de sistemas microbianos e tento destacar experimentos e modelos recentes que têm essa ideia. No geral, eu reviso as evidências que sugerem que as mudanças não genéticas podem impactar o fenótipo por meio de sua influência no genótipo e, portanto, desempenhar um papel na mudança evolutiva.

Esta é uma prévia do conteúdo da assinatura, acesso através de sua instituição.


4. Desenvolvimento do dicário: o complexo bE / bW em ação

Uma vez que as células se fundiram, o destino do dicarário resultante depende dos produtos do b local do tipo de acasalamento. Apenas células que abrigam diferentes alelos do b locus são capazes de formar um dicário estável (Banuett & Herskowitz, 1994b). Uma vez que para todas as etapas subsequentes de desenvolvimento, o dicarionte é dependente da planta hospedeira, o b locus pode ser considerado como uma chave molecular para a mudança de estilo de vida saprofítico para biotrófico.

As proteínas do homeodomínio bE e bW codificadas pelo b locus dimerizam quando são derivados de alelos diferentes e é este heterodímero que controla todas as etapas subsequentes de desenvolvimento (Kämper et al., 1995). O complexo bE / bW se liga a um motivo de DNA conservado denominado bbs na região a montante de b genes responsivos (Romeis et al., 2000 Brachmann et al., 2001). Usando técnicas diferenciais e abordagens de genes candidatos 20 b genes regulados foram identificados (Bohlmann et al., 1994 Schauwecker et al., 1995 Urban et al., 1996b Brachmann et al., 2001, Fig. 3). Destes, apenas três foram mostrados como alvos diretos (Romeis et al., 2000 Brachmann et al., 2001, G. Weinzierl & J. Kämper, não publicado, Fig. 3) sugerindo que a maioria das b genes controlados são indiretamente regulados. Com base nisso, foi proposto que o heterodímero bE / bW desencadeia uma cascata regulatória com um ou mais genes reguladores sendo alvos diretos (Fig. 3). A partir da análise diferencial, o número de b genes regulados foram estimados em cerca de 140, enquanto novas análises fazem uso do U. maydis Matrizes de DNA levaram à identificação de 246 b genes regulados (M. Scherer e J. Kämper, não publicado). Com o heterodímero bE / bW sendo o locus de controle central para a doença, seria de se esperar que muitos desses genes desempenhassem um papel importante durante a patogenicidade. Essa expectativa se mostrou errada para os 11 b genes regulados analisados ​​até agora com o gene de codificação da MAP quinase kpp6 sendo a única exceção (Brachmann et al., 2003, Fig. 3). Uma explicação é que b genes regulados necessários para a estrutura da parede celular, como o repelente Rep1 (Wösten et al., 1996) e a hidrofobina Hum2 (Bohlmann et al., 1994) ou enzimas modificadoras da parede celular, como a potencial exochitinase Exc1 (Brachmann et al., 2001) e a endoglucanase EG1 (Schauwecker et al., 1995) são membros de famílias de genes que podem ter funções redundantes (Fig. 3). Além disso, o programa complexo iniciado pelo heterodímero b provavelmente precisa ser subdividido em ramos diferentes (Fig. 3) que não devem estar todos relacionados à patogenicidade. O desafio agora é identificar os nós na cascata regulatória presumida, pois isso promete insights sobre caminhos separados e funções associadas que operam em b filamentos induzidos.

Modelo do b cascata regulatória dependente. Os genes da classe 1 são diretamente regulados pela ligação do heterodímero bE / bW a bbs (b sequência de ligação) caixas em regiões promotoras. Genes de classe 2 são indiretamente regulados por b via proteínas regulatórias ainda não identificadas que são codificadas por genes de classe 1. b genes induzidos são representados em azul, b genes reprimidos em vermelho. * indica que foram gerados mutantes de deleção. Com exceção de kpp6, nenhum desses genes é essencial para a patogenicidade. Produtos da b genes dependentes têm as seguintes funções (os nomes anteriores são dados entre colchetes, as funções hipotéticas são indicadas por H): polX (frb52): DNA polimerase X H dik6: sem semelhanças lga2: sem semelhanças egl1: endoglucanase dik1: sem semelhanças rep1: repelente hum1: hidrofobina pdi1 (frb23): proteína dissulfeto isomerase H kpp6: MAPK exc1 (frb133): exoquitinase H frb63: desconhecido ant1 (frb172): K + / H + antiporter H pma1 (frb323): ATPase H da membrana plasmática atr1 (frb34): acil transferase H frb110: desconhecido (homologia ao polipeptídeo potencial de Neurospora crassa) cap1 (frb136) desconhecido, homologia com a proteína associada à cápsula de Cryptococcus neoformans, frb124: desconhecido mfa1 / 2: precursor de feromônio pra1 / 2: receptor de feromônio (Bohlmann et al., 1994 Schauwecker et al., 1995 Urban et al., 1996a, b Wösten et al., 1996 Brachmann et al., 2001, 2003 ).


Soskine, M. & amp Tawfik, D. S. Mutational effects and the evolution of new protein functions. Nat. Rev. Genet. 11, 572–582 (2010).

Tracewell, C. A. & amp Arnold, F. H. Evolução de enzima dirigida: escalando picos de aptidão um aminoácido de cada vez. Curr. Opin. Chem. Biol. 13, 3–9 (2009).

Liang, J., Kim, J.R., Boock, J.T., Mansell, T.J. & amp Ostermeier, M. Ligand binding and allostery can emergem simultaneamente. Protein Sci. 16, 929–937 (2007).

Brown, S. D. & amp Babbitt, P. C. Novos insights sobre a evolução da enzima a partir de estudos em grande escala de relações de sequência e estrutura. J. Biol. Chem. 289, 30221–30228 (2014).

Dean, A. M. & amp Thornton, J. W. abordagens mecanicistas para o estudo da evolução: a síntese funcional. Nat. Rev. Genet. 8, 675–688 (2007).

Yu, R. C. et al. Feedback negativo que melhora a transmissão de informações na sinalização de leveduras. Natureza 456, 755–761 (2008).

Yamada, T. & amp Bork, P. Evolução das redes biomoleculares - lições de interações metabólicas e proteicas. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 10, 791–803 (2009).

Roguev, A. et al. Conservação e religação de módulos funcionais revelados por um mapa de epistasia em levedura de fissão. Ciência 322, 405–410 (2008).

Ryan, C. J. et al. Modularidade hierárquica e a evolução dos interatomas genéticos entre as espécies. Mol. Célula 46, 691–704 (2012).

Capra, E. J. & amp Laub, M. T. Evolution of two-component signal transduction systems. Annu. Rev. Microbiol. 66, 325–347 (2012).

Zarrinpar, A., Park, S. H. & amp Lim, W. A. ​​Otimização da especificidade em uma rede de interação de proteína celular por seleção negativa. Natureza 426, 676–680 (2003).

Buljan, M. et al. O splicing específico de tecido de segmentos desordenados que incorporam motivos de ligação religam as redes de interação de proteínas. Mol. Célula 46, 871–883 (2012).

Lynch, V. J., May, G. & amp Wagner, G. P. Regulatory evolution through divergence of a phosphoswitch in the transcription factor CEBPB. Natureza 480, 383 – U139 (2011).

Peisajovich, S. G., Garbarino, J. E., Wei, P. & amp Lim, W. A. ​​Rapid diversification of cell signaling fenotypes by modular domain recombination. Ciência 328, 368–372 (2010).

Lai, A., Sato, P. M. & amp Peisajovich, S. G. Evolution of Synths signaling scaffolds by recombination of modular protein domains. ACS Synth. Biol. 4, 714–722 (2015).

Sato, P. M., Yoganathan, K., Jung, J. H. & amp Peisajovich, S. G. A robustez de um complexo de sinalização para rearranjos de domínio facilita a evolução da rede. PLoS Biol. 12, e1002012 (2014).

Di Roberto, R. B. & amp Peisajovich, S. G. O papel do embaralhamento de domínio na evolução das redes de sinalização. J. Exp. Zool. B Mol. Dev. Evol. 322, 65–72 (2014).

Bardwell, L. A walk-through of the levedura acasalamento pheromone response pathway. Peptides 26, 339–350 (2005).

Widmann, C., Gibson, S., Jarpe, M. B. & amp Johnson, G. L. Mitogen-enabled protein quinase: Conservação de um módulo de três quinase de levedura para humano. Physiol. Rev. 79, 143–180 (1999).

Hepler, J.R. Emerging roles for RGS protein in cell signaling. Trends Pharmacol. Sci. 20, 376–382 (1999).

Hislop, J. N. & amp von Zastrow, M. Role of ubiquitination in endocytic traffic of G-protein-coupled receptors. Tráfego 12, 137–148 (2011).

Ballon, D. R., Flanary, P. L., Gladue, D. P., Konopka, J. B., Dohlman, H. G. & amp Thorner, J. DEP-domain-mediated Regulation of GPCR signaling responses. Célula 126, 1079–1093 (2006).

Hicke, L., Zanolari, B. & amp Riezman, H. A fosforilação da cauda citoplasmática do receptor do fator alfa é necessária para sua ubiquitinação e internalização. J. Cell Biol. 141, 349–358 (1998).

Howard, J. P., Hutton, J. L., Olson, J. M. & amp Payne, G. S. Sla1p serve como o fator de reconhecimento de sinal de direcionamento para NPFX (1,2) D-mediated endocytosis. J. Cell Biol. 157, 315–326 (2002).

Tan, P. K., Davis, N. G., Sprague, G. F. & amp Payne, G. S. Clathrin facilita a internalização de sete receptores de segmento transmembranar para feromônios de acasalamento em levedura. J. Cell Biol. 123, 1707–1716 (1993).

Yesilaltay, A. & amp Jenness, D. D. Os complexos homo-oligoméricos do receptor de feromônio do fator alfa de levedura são unidades funcionais de endocitose. Mol. Biol. Célula 11, 2873–2884 (2000).

Bashor, C.J., Helman, N.C., Yan, S.D. & amp Lim, W.A. Using engineered scaffold interações to reshape MAP kinase pathway signaling dynamics. Ciência 319, 1539–1543 (2008).

Terrell, J., Shih, S., Dunn, R. & amp Hicke, L. A function for monoubiquitination in the internalization of a G protein-coupled receptor. Mol. Célula 1, 193–202 (1998).

Weiner, J.L., Guttierezsteil, C. & amp Blumer, K.J. J. Biol. Chem. 268, 8070–8077 (1993).

Uddin, M. S., Kim, H., Deyo, A., Naider, F. & amp Becker, J. M. Identificação de resíduos envolvidos na formação de homodímero localizado dentro de uma região de fita beta do terminal N de um receptor acoplado à proteína G de levedura. J. Recept. Sig. Transd. 32, 65–75 (2012).

Marsh, L. Substitutions in the hydrophobic core of the alpha-factor receiver of saccharomyces-cerevisiae permitem response to saccharomyces-kluyveri alpha-factor and to antagonist. Mol. Célula. Biol. 12, 3959–3966 (1992).

Lin, J. C., Parrish, W., Eilers, M., Smith, S. O. & amp Konopka, J. B. Resíduos aromáticos nas extremidades extracelulares dos domínios transmembrana 5 e 6 promovem a ativação do ligando do receptor do fator alfa acoplado à proteína G. Bioquímica 42, 293–301 (2003).

Stefan, C. J. & amp Blumer, K. J. O terceiro loop citoplasmático de um receptor acoplado à proteína G de levedura controla a ativação da via, a discriminação do ligante e a internalização do receptor. Mol. Célula. Biol. 14, 3339–3349 (1994).

Abel, M.G., Lee, B.K., Naider, F. & amp Becker, J.M. Mutações que afetam a especificidade do ligante do receptor acoplado à proteína G para o Saccharomyces cerevisiae tridecapeptide pheromone. Biochem. Biophys. Acta 1448, 12–26 (1998).

Lin, J. C., Duell, K., Saracino, M. & amp Konopka, J. B. Identificação de resíduos que contribuem para a ativação do receptor através da análise de mutações compensatórias no receptor do fator alfa acoplado à proteína G. Bioquímica 44, 1278–1287 (2005).

Lee, B. K., Khare, S., Naider, F. & amp Becker, J. M. Identificação de resíduos do receptor acoplado à proteína G de Saccharomyces cerevisiae que contribui para a ligação ao feromônio do fator alfa. J. Biol. Chem. 276, 37950–37961 (2001).

Parrish, W., Eilers, M., Ying, W. W. & amp Konopka, J. B. A extremidade citoplasmática do domínio transmembranar 3 regula a atividade do receptor do fator alfa acoplado à proteína G de Saccharomyces cerevisiae. Genética 160, 429–443 (2002).

Sommers, C. M., Martin, N. P., Akal-Strader, A., Becker, J. M., Naider, F. & amp Dumont, M. E. Um espectro limitado de mutações causa ativação constitutiva do receptor do fator alfa de levedura. Bioquímica 39, 6898–6909 (2000).

Sommers, C. M. & amp Dumont, M. E. Interações genéticas entre os segmentos transmembrana do receptor acoplado à proteína G codificado pelo gene STE2 de levedura. J. Mol. Biol. 266, 559–575 (1997).

Aharoni, A., Gaidukov, L., Khersonsky, O., Gould, S. M., Roodveldt, C. & amp Tawfik, D. S. The 'evolvability' of promiscuous protein functions. Nat. Genet. 37, 73–76 (2005).

Matsumura, I. & amp Ellington, A. D. A evolução in vitro de beta-glucuronidase em beta-galactosidase prossegue através de intermediários não específicos. J. Mol. Biol. 305, 331–339 (2001).

Khersonsky, O., Roodveldt, C. & amp Tawfik, D. S. Promiscuidade da enzima: aspectos evolutivos e mecanísticos. Curr. Opin. Chem. Biol. 10, 498–508 (2006).

Carroll, S. M., Bridgham, J. T. & amp Thornton, J. W. Evolution of hormone signaling in elasmobranchs by exploit of promiscuous receptors. Mol. Biol. Evol. 25, 2643–2652 (2008).

Mathew, E. et al. Interações diferenciais de agonistas e antagonistas fluorescentes com o receptor acoplado à proteína g de levedura Ste2p. J. Mol. Biol. 409, 513–528 (2011).

Son, C. D., Sargsyan, H., Naider, F. & amp Becker, J. M. Identification of ligand binding region of the Saccharomyces cerevisiae α-factor feromone receptor by photoaffinity cross-linking. Bioquímica 43, 13193–13203 (2004).

Babu, M. M., Kriwacki, R. W. & amp Pappu, R. V. Versatility from protein disorder. Ciência 337, 1460–1461 (2012).

Prilusky, J. et al. FoldIndex ((c)): uma ferramenta simples para prever se uma dada sequência de proteína é intrinsecamente desdobrada. Bioinformática 21, 3435–3438 (2005).

Krogh, A., Larsson, B., von Heijne, G. & amp Sonnhammer, E. L. Predicting transmembrane protein topology with a hidden Markov model: application to complete genomes. J. Mol. Biol. 305, 567–580 (2001).

Reneke, J.E., Blumer, K.J., Courchesne, W. E. & amp Thorner, J. O segmento carboxi-terminal do receptor do fator alfa de levedura é um domínio regulatório. Célula 55, 221–234 (1988).

Alvaro, C. G. et al. Alfa-arrestinas específicas regulam negativamente a resposta do feromônio saccharomyces cerevisiae por modulação negativa do receptor acoplado à proteína G Ste2. Mol. Célula. Biol. 34, 2660–2681 (2014).

Nakamura, Y., Takemoto, N., Ishii, J. & amp Kondo, A. Método simultâneo para analisar a dimerização e sinalização do receptor acoplado à proteína G em levedura por sistema repórter de cor dupla. Biotechnol. Bioeng. 111, 586–596 (2014).

Hao, N., Yildirim, N., Wang, Y. Q., Elston, T. C. & amp Dohlman, H. G. Reguladores da sinalização da proteína G e ativação transitória da sinalização - a análise experimental e computacional revela controles de feedback negativo e positivo na atividade da proteína G. J. Biol. Chem. 278, 46506–46515 (2003).

Konopka, J. B., Jenness, D. D. & amp Hartwell, L. H. O C-terminal of the S-cerevisiae alpha-pheromone receptor medeia uma resposta adaptativa a pheromone. Célula 54, 609–620 (1988).

Shah, A. & amp Marsh, L. Role of Sst2 in modulating Protein G-coupled receptor signaling. Biochem. Biophys. Res. Comum. 226, 242–246 (1996).

Wiley, H. S. & amp Cunningham, D. D. Um modelo de estado estacionário para analisar a ligação celular, internalização e degradação de ligandos polipeptídicos. Célula 25, 433–440 (1981).

Dixit, G., Kelley, J. B., Houser, J. R., Elston, T. C. & amp Dohlman, H. G. Cellular noise suppression by the regulator of G protein signaling Sst2. Mol. Célula 55, 85–96 (2014).

Morell, M., Espargaro, A., Aviles, F. X. & amp Ventura, S. Estudo e seleção de interações de proteínas in vivo por acoplamento de complementação de fluorescência bimolecular e citometria de fluxo. Nat. Protoc. 3, 22–33 (2008).

Nagai, T., Ibata, K., Park, E. S., Kubota, M., Mikoshiba, K. & amp Miyawaki, A. Uma variante da proteína fluorescente amarela com maturação rápida e eficiente para aplicações biológicas celulares. Nat. Biotechnol. 20, 87–90 (2002).

Vallier, L. G., Segall, J. E. & amp Snyder, M. O terminal C do receptor do fator alfa é importante para a formação de projeção de acasalamento e orientação em Saccharomyces cerevisiae. Cell Motil. Citoesqueleto 53, 251–266 (2002).

Rogers David, W., Denton Jai, A., McConnell, E. & amp Greig, D. Experimental evolution of species recognition. Curr. Biol. 25, 1753–1758 (2015).

Kelley, J. B., Dixit, G., Sheetz, J. B., Venkatapurapu, S. P., Elston, T. C. & amp Dohlman, H. G. As proteínas e septinas RGS cooperam para promover o quimiotropismo regulando a mobilidade da capa polar. Curr. Biol. 25, 275–285 (2015).

Kim, H., Lee, B.K., Naider, F. & amp Becker, J.M. Identification of Specific transmembrane waste and ligand-induzida interface changes envolve in homodímero formação de um receptor acoplado à proteína G de levedura. Bioquímica 48, 10976–10987 (2009).

Marcet-Houben, M. & amp Gabaldon, T. Beyond the Whole-Genome Duplication: Phylogenetic Evidence for an Ancient Interspecies Hybridization in the Baker's Yeast Lineage. Plos Biol 13, e1002220 (2015).

Flock, T. et al. Mecanismo alostérico universal para ativação de G alfa por GPCRs. Natureza 524, 173–179 (2015).

Venkatakrishnan, A. J., Deupi, X., Lebon, G., Tate, C. G., Schertler, G. F. & amp Babu, M. M. Molecular signatures of G-protein-coupled receptors. Natureza 494, 185–194 (2013).

Bockaert, J., Marin, P., Dumuis, A. & amp Fagni, L. A 'cauda mágica' dos receptores acoplados à proteína G: uma ancoragem para redes de proteínas funcionais. Fevs Lett 546, 65–72 (2003).

Markovic, D. & amp Challiss, R. A. J. Alternative splicing of G protein-coupled receptors: fisiologia e fisiopatologia. Cell Mol. Life Sci. 66, 3337–3352 (2009).

Kilpartick, G. J., Dautzenberg, F. M., Martin, G. R. & amp Eglen, R. M. 7TM receptors: the splicing on the cake. Trends Pharmacol. Sci. 20, 294–301 (1999).

Ding, F. X., Lee, B. K., Hauser, M., Davenport, L., Becker, J. M. & amp Naider, F. Probing the binding domain of the Saccharomyces cerevisiae alpha-mating factor receiver with fluorescent ligands. Bioquímica 40, 1102–1108 (2001).

Altschul, S. F. et al. Gapped BLAST e PSI-BLAST: uma nova geração de programas de pesquisa de banco de dados de proteínas. Nucleic Acids Res. 25, 3389–3402 (1997).


Modelo de camundongo transgênico com caspase 8 induzível por fármaco sob o controle de um elemento promotor p16 mínimo ativo em células senescentes para permitir a eliminação seletiva de células senescentes que expressam p16.

Modelo de camundongo transgênico que expressa um repórter trimodal de proteína fluorescente vermelha, luciferase e timidina quinase do vírus herpes simplex sob o controle do promotor p16 para permitir o rastreamento e eliminação de células senescentes que expressam p16.

Dinucleotídeo nicotinamida (NAD +) -deacilases dependentes que regulam diversos processos celulares, incluindo reparo de DNA, inflamação, metabolismo e envelhecimento.

Senescência associada à disfunção mitocondrial

(MiDAS). O dano mitocondrial desencadeia a senescência com um fenótipo secretor distinto que carece de inflamação dependente de IL-1.

Vesículas extracelulares produzidas pelo compartimento endossomal envolvido na comunicação intercelular.

Moléculas de não histonas que se ligam ao DNA e afetam a compactação da cromatina.

Um aumento proporcional relacionado à idade nas células mieloides às custas de outras linhagens, conforme observado na medula óssea e no sangue.

Proteína encontrada nos neurônios que é importante para manter a estrutura dos microtúbulos nos axônios. Mutantes e formas hiperfosforiladas são encontrados em uma variedade de doenças neurodegenerativas, incluindo a doença de Alzheimer.

Acúmulo patológico de matriz extracelular no tecido de doenças que limita a função normal do tecido e leva à cicatrização do tecido em longo prazo.

Media a entrada de LDL nas células. Mutações no gene que codifica esse receptor predispõem ao desenvolvimento de aterosclerose.

O turvamento do cristalino do olho leva à incapacidade de ter uma visão clara. A intervenção cirúrgica para substituir lentes doentes é um procedimento médico comum em humanos idosos.

Curvatura anormal da coluna vertebral, observada tanto em ratos de laboratório quanto em humanos.

A distribuição anormal do tecido adiposo no corpo pode referir-se tanto à deposição excessiva quanto insuficiente.

Um acompanhante molecular que promove o dobramento e degradação adequados das proteínas, o que também contribui para a resiliência ao estresse térmico.

Compostos que são metabolizados em uma droga ativa para modificar a biodisponibilidade e a atividade da droga.

Uma proteína formadora de poros expressa em células T citotóxicas e células assassinas naturais. Quando essas células executam citotoxicidade, secretam grânulos contendo perforina, que se liga à membrana da célula alvo e forma poros na célula alvo para permitir a citotoxicidade.

Células receptoras de antígenos quiméricos T (CAR T)

Células T que foram geneticamente modificadas para expressar receptor de células T desenvolvidas para se ligar a um alvo definido, a fim de eliminar as células que têm o alvo em sua membrana.

Proteína expressa na superfície celular que inibe a capacidade do sistema imunológico de atingir as células que expressam a proteína. A inibição da interação de PD1 com seu ligante é uma abordagem de imunoterapia potente.


RESULTADOS

Isolamento do gene pas1 +

Para compreender o mecanismo de controle do início do ciclo celular, procuramos identificar novos fatores interagindo funcionalmente com os complexos reguladores da transcrição Res-Cdc10p-Rep. Para tanto, buscamos supressores de multicopia da incapacidade dores1 mutante nulo (Δres1) para iniciar o ciclo celular a 21 ° C (Tanaka et al., 1992). Para evitar o isolamento repetido dos supressores de multicopia conhecidosres1 + , res2 + ,rep1 + , rep2 +, e cdc18 + (Tanaka et al., 1992 Kelly et al., 1993 Miyamoto et al., 1994Sugiyama et al., 1994 Nakashima et al., 1995), usamos um S. pombe HinBiblioteca de DNA genômico digerido por dIII, porque todos os supressores conhecidos, excetocdc18 + contém pelo menos umHindIII local dentro de sua região de codificação e, portanto, esperava-se que fossem eliminados desta biblioteca. Após transfecção e seleção, 71 clones de plasmídeo ativo foram recuperados em E. coli. Como previsto, a maioria dos clones recuperados foramcdc18 +. No entanto, dois clones ativos, H40 e H49, não hibridizaram com nenhum dos genes supressores. O mapeamento de restrição e a análise de hibridização indicaram que ambos os clones continham um padrão comum de 2,8 kb Hinfragmento dIII com atividade supressora (Figura 1). A análise de subclonagem e supressão revelou que o 1,8 kb HindIII-SacoEu fragmento tinha atividade. O gene neste fragmento foi nomeadopas1 + (Ciclina semelhante a Pcl para início de ativação, ver abaixo) e caracterizada posteriormente. Isso inicialmente isoladopas1 + gene foi truncado na região do promotor, portanto, um fragmento genômico abrangendo todo opas1 + gene foi isolado por hibridização de colônia (Figura 1A).

Fig. 1. Isolamento do pas1 + gene. (A) Um mapa de restrição do pas1 + gene. As setas brancas e pretas indicam a direção e extensão do pas1 + ORF e opas1 + cDNA, respectivamente. A capacidade dos subclones de suprimir o Δres1 mutante é mostrado como + ou - na coluna da direita. A estrutura do 7-kbSphEu fragmento usado para a ruptura dopas1 + gene é mostrado na parte inferior. (B) Supressão de Δres1 eΔrep2 mutantes por superexpressão dopas1 + gene. oΔres1 (K156-D1) eΔrep2 (N3-141S) mutantes foram transformados com os plasmídeos indicados, espalhados em placas de MMA e incubados nas temperaturas indicadas. pAL-pas1 tem uma inserção do inicialmente isolado de 2,8 kb Hinfragmento dIII. pAL-X é o vetor pALSK + sem inserção e é usado como um controle negativo.

Como observado acima, o rep2 mutante nulo (Δrep2) as células estão parcialmente comprometidas na capacidade de início do ciclo celular porque os complexos Res2p-Cdc10p inativos competem com o Res1p-Cdc10p ativo pela ligação ao MCB, inibindo assim a ativação do MCB (Nakashima et al., 1995). O defeito de crescimento do Δrep2 as células tornam-se evidentes em baixas temperaturas, e a 18 ° C o mutante pára em G1. Este defeito de crescimento também foi resgatado pela expressão de pas1 + (Figura 1B, painéis inferiores).

O gene pas1 + codifica uma proteína homóloga com ciclinas associadas a Pho85

Para elucidar a estrutura depas1 + proteína codificada, um clone de cDNA abrangendo toda a região de codificação foi isolado e sequenciado. Sua sequência de nucleotídeos e a sequência de aminoácidos deduzida da proteína Pas1 putativa são mostradas na Figura 2A. A proteína Pas1 putativa é composta por 411 aminoácidos com uma massa molecular calculada de 45 kDa. Uma pesquisa de homologia de aminoácidos revelou que Pas1p compartilha uma homologia limitada, mas significativa, com as ciclinas associadas à quinase Pho85 (Pcls) de S. cerevisiae na caixa de ciclina (Figura 2C). A identidade de aminoácidos entre Pas1p e Pcl1p nesta região é de 28%. Além disso, Pas1p contém duas das sequências ricas em PEST típicas que estão presentes em muitos G1ciclinas e consideradas para servir como um sinal para degradação proteolítica (Figura 2B). o pas1 + mRNA foi expresso constitutivamente durante o ciclo celular e permaneceu inalterado nas células presas nos pontos de execução decdc10 + , res1 +, e rep2 + (nossos resultados não publicados), indicando que pas1 + não é um alvo de regulação transcricional pelos complexos Res-Cdc10p-Rep.

Fig. 2. Estrutura primária da proteína Pas1. (A) Nucleotídeo e sequências de aminoácidos previstas dopas1 + cDNA. A sequência de aminoácidos é mostrada abaixo da sequência de DNA em um código de uma letra. A numeração de nucleotídeos começa no ATG inicial do previstopas1 + produto de tradução. (B) Esquema da proteína Pas1. A região homóloga da caixa de ciclina é mostrada em preto, e dois domínios ricos em PEST são mostrados em cinza. (C) Homologia de aminoácidos na caixa de ciclina e sua região a montante entre Pas1p, Pcl1p (Hcs26p) (Ogaset al., 1991), Pcl2p (OrfDp) (Frohlich et al., 1991), Pcl5p, Pcl9p (Measday et al., 1997) e Pho80p (Toh-e e Shimauchi, 1986). Os aminoácidos nos quais Pas1p é idêntico às outras cinco ciclinas são mostrados em preto.

Pas1 + é necessário para indução completa de mRNA cdc18 +

Para investigar o mecanismo de ação e o papel fisiológico de pas1 +, construímos células sem opas1 + gene por substituição de gene em uma etapa com o ura4 + gene (Figura 1A). Após a transfecção, células diplóides deletadas para umpas1 + alelos foram identificados por análise de Southern blot e induzidos para meiose para obter esporos disruptores haplóides. Falta de células haplóides pas1 + (Δpas1) que germinaram dos esporos eram viáveis ​​e se propagaram bem. Para eliminar possíveis segundas mutações, eles foram retrocruzados com a cepa do tipo selvagem várias vezes antes de uma análise extensiva. Em habilidades proliferativas,Δpas1 as células eram semelhantes às células do tipo selvagem em todas as condições nutricionais testadas e em todas as temperaturas entre 18 e 36 ° C. A única diferença perceptível era que o disruptivo tendia a parar em uma densidade celular ligeiramente mais baixa quando crescido até a confluência.

A habilidade acima mencionada de pas1 + para suprimir o G1 prender fenótipos deΔres1 e Δrep2 mutantes sugerem que Pas1p ativa o (s) complexo (s) Res-Cdc10p-Rep ou fator (es) necessários para o G1Transição -S, mas não relacionado ao sistema de controle transcricional Res-Cdc10p-Rep. Primeiro, para distinguir essas duas possibilidades, investigamos se a exclusão de pas1 + afetou o nível da transcrição de cdc18 +, um importante gene alvo regulado por Res-Cdc10p-Rep. o Δpas1 células foram sincronizadas com G1 por privação de nitrogênio e então liberado para iniciar o ciclo celular em meio de crescimento rico em nitrogênio. As células foram colhidas a cada 30 min, e ocdc18 + transcrito foi semiquantificado por hibridização Northern. No Δpas1 células, a quantidade de cdc18 + transcrito foi reduzido para cerca de 50% do nível de célula de tipo selvagem. Mas foi restaurado ao nível de célula de tipo selvagem pela integração cromossômica de uma única cópia do pas1 + gene (Figura 3, A e B). Em contraste, a transcrição do cdc2 + gene, que não foi regulado por Res-Cdc10p-Rep e, portanto, foi usado como um controle negativo, não foi alterado pela presença ou ausência depas1 + (Figura 3, C e D). Além disso, a superexpressão de pas1 + noΔres1 células suprimidas não apenas a parada em G1 mas também a redução docdc18 + nível de mRNA na temperatura restritiva (nossos resultados não publicados). Estes resultados indicam que a ciclina Pas1 ativa a transcrição dependente de MCB que é executada por Res-Cdc10-Rep.

Fig. 3. pas1 + é necessário para completo cdc18 + indução de mRNA. (A) Ocdc18 + a transcrição não é totalmente induzida durante o G1-S transição noΔpas1 mutante. Tipo selvagem (EV3A),Δpas1 (K182-A7), eΔpas1 + pas1 + (Δpas1complementado pelo pas1 + integração do gene) (K182-A7-P1) as células foram cultivadas até a fase midlog a 30 ° C em MM (+ N / 2% G) e, em seguida, privadas de nitrogênio em MM (−N / 2% G) por 48 h para ser preso em G1. As células foram então liberadas por transferência para MM (+ N / 2% G) a 30 ° C. Alíquotas de células foram tomadas a cada 30 min, ecdc18 + a expressão foi examinada por hibridização Northern. (B) O cdc18 + Os níveis de mRNA mostrados em A foram quantificados com BAS2000 (Fuji Film, Tóquio, Japão). (C)cdc2 + a transcrição não é afetada noΔpas1 mutante.cdc2 + expressão foi examinada por hibridização Northern com o uso dos mesmos filtros usados ​​em A. (D) Ocdc2 + Os níveis de mRNA mostrados em C foram quantificados com BAS2000 (Fuji Film).

O gene pas1 + promove o início do ciclo celular ativando Res2p-Cdc10p

Para identificar o (s) alvo (s) para a ação do Pas1p, realizamos uma série de análises genéticas. Como acima mencionado,Δpas1 as células crescem a 30 ° C sem defeito detectável. Δres1 as células também crescem a esta temperatura, embora de forma fraca (Tanaka et al. 1992), devido à presença do complexo Res2p-Cdc10p-Rep2p (Miyamoto et al., 1994 Nakashima et al., 1995). No entanto, as células duplamente excluídas para res1 + epas1 + foram sinteticamente letais a esta temperatura. Dissecção da tétrade de esporos de & gt200 asci doΔres1 / res1 + Δpas1 / pas1 + células diplóides não produziram células mutantes duplas haplóides viáveis, que germinaram, mas principalmente pararam após uma divisão com alongamento celular marcado (Figura 4A). A letalidade dos mutantes duplos não foi causada pela diminuição da expressão deres2 + , cdc10 + ou rep2 + noΔpas1 células porque os níveis de mRNA dores2 + , cdc10 +, e rep2 + genes permaneceram inalterados, independentemente da presença ou ausência de pas1 +. Este resultado indica que na ausência de Pas1p a atividade do complexo de fator de transcrição Res2p-Cdc10p-Rep2p não é grande o suficiente para sustentar o crescimento das células sem Res1p. Ao contrário de Pas1p, outro G1 as ciclinas não tiveram interação genética detectável com Res-Cdc10p-Rep. Na capacidade proliferativa, as células duplamente deletadas porres1 + ecig1 + , cig2 + ou puc1 + eram indistinguíveis deΔres1 Além disso, células mutantes únicas, quando superexpressas, nenhuma dessas ciclinas poderia suprimir a sensibilidade ao frio de Δres1 células.

Fig. 4. Interações genéticas depas1 + com res1 + ,res2 +, e rep2 +. (A) Fenótipo terminal de Δres1 Δpas1 células.Δres1 / res1 + Δpas1 / pas1 + células diplóides foram dissecadas em tétrades em placas YEA e incubadas a 30 ° C. Células que germinaram de Δres1 Δpas1 esporos de deleção dupla (julgados pelos genótipos dos outros segregantes) foram fotografados. Bar, 10 μm. (B) Exclusão de pas1 + reduz significativamente a taxa de crescimento do Δrep2 mutante, mas não doΔres2 mutante. O tipo selvagem (L972), Δpas1(K193-A1), Δrep2 (K166-A5), Δpas1 Δrep2(K190-22B), Δres2 (K165-A12), e Δpas1 Δres2 (K189-3A) células foram cultivadas em MM (+ N / 2% G) a 30 ° C, e seu crescimento foi monitorado por contagem do número de células. (C) Exclusão de pas1 + aumenta muito a sensibilidade ao frio do Δrep2 mutante. As células foram inoculadas em placas de MMA e incubadas nas temperaturas indicadas. (D) Exclusão depas1 + aumenta o G lento1progressão do Δrep2 mutante, mas não o doΔres2 mutante. As células cresceram até a fase midlog a 30 ° C em MM (+ N / 2% G) e mudaram para 18 ° C. As células foram amostradas 4 e 8 h após a mudança de temperatura e analisadas por citometria de fluxo. (E) Exclusão do res2 + gene suprimiu completamente a sensibilidade ao frio do Δpas1 Δrep2mutante duplo. O tipo selvagem (EV3A), Δres2 (M222),Δrep2 (N3-141S), Δpas1 (K182-A7),Δres2 Δrep2 (NP2-461), Δres2 Δpas1(K189-23C), Δrep2 Δpas1 (K190-5D), e Δres2 Δrep2 Δpas1 (K539-1A) células foram inoculadas em placas YEA e incubadas nas temperaturas indicadas.

A supressão da sensibilidade ao frio deΔrep2 células porpas1 + (Figura 1B) indica que Pas1p promove o início do ciclo celular, apesar da ausência da subunidade ativadora da transcrição Rep2. Isso foi confirmado pelos efeitos sintéticos exibidos nos mutantes duplos. Δrep2as células são sensíveis ao frio, mas crescem tão rapidamente quanto as células do tipo selvagem a 30 ° C. Exclusão do pas1 O gene +, no entanto, reduziu a taxa de crescimento a 30 ° C (Figura 4B, gráfico à esquerda) e aumentou acentuadamente a sensibilidade ao frio (Figura 4, C e D). Enquanto queΔrep2 células mutantes individuais crescem a temperaturas tão baixas quanto 18 ° C (Nakashima et al., 1995), células duplamente deletadas para rep2 + epas1 + não conseguiram crescer mesmo a 23 ° C (Figura 4C). Todos esses resultados implicam que Pas1p ativa 1) apenas Res2p-Cdc10p independentemente de Rep2p ou 2) Res2p-Cdc10p e Res1p-Cdc10p.

Para distinguir essas possibilidades, uma análise semelhante foi realizada comΔres2 células, nas quais apenas os complexos Res1p-Cdc10p estão ativos. Δres2 as células crescem em temperaturas para cultura regular, mas lentas em G1progressão ou parada parcial a 18 ° C (Zhu et al., 1994). Exclusão de pas1 + nem reduziu a taxa de crescimento (Figura 4B, gráfico à direita) nem aumentou a sensibilidade ao frio (Figura 4E) de Δres2 células. Confirmando isso, quando deslocado de 30 para 18 ° C,Δres2 solteiro e Δres2 Δpas1 células duplas mutantes presas em G1 com a mesma taxa e extensão, conforme mostrado pelos padrões de citometria de fluxo na Figura 4D. Assim, não houve interação funcional detectável entre Pas1p e Res1p-Cdc10p. Juntos, esses resultados nos levaram a concluir que Pas1p promove o início do ciclo celular por meio da ativação específica do complexo Res2p-Cdc10p sem o Rep2trans-subunidade ativadora. A supressão completa da sensibilidade ao frio de Δpas1 Δrep2 células por deleção deres2 + (Figura 4E) é totalmente consistente com esta conclusão.

A ativação independente de Rep2p de Res2p-Cdc10p por Pas1p não significa necessariamente que Pas1p ativa diretamente Res2p-Cdc10p sem qualquertrans-subunidade ativadora. S. pombe contém Rep1p como uma contraparte meiótica de Rep2p, que é altamente induzido durante a conjugação, mas ainda ligeiramente expresso em condições de privação de nitrogênio sem parceiros de acasalamento (Sugiyama et al., 1994). Portanto, existe a possibilidade de que Rep1p ligeiramente expresso possa estar envolvido na ativação de Res2p-Cdc10p independente de Rep2p por Pas1p. Para examinar essa possibilidade, comparamos a capacidade depas1 + para resgatarΔrep2 células a baixas temperaturas na presença e ausência do rep1 + gene. Se Pas1p requer Rep1p para o resgate de Δrep2 células, células duplamente deletadas para rep2 + erep1 + não seria resgatado porpas1 +. O resultado mostra que Pas1p resgatouΔrep1 Δrep2 células (NPP-12D) com uma eficiência de 15,0%, que é comparável à eficiência de 17,8% para Δrep2 células (N3-141S) (para eficiências de supressão, consulte MATERIAIS E MÉTODOS). Estes resultados sugerem fortemente que Pas1p ativa Res2p-Cdc10p independentemente do conhecido trans- subunidades ativadoras para este complexo de ligação a MCB.

Células com falta de pas1 + são proficientes em conjugação

Descobrimos anteriormente que a ciclina Cig2 regulou negativamente a conjugação, além de seu papel no início do ciclo celular (Connolly e Beach, 1994 Obara-Ishihara e Okayama, 1994). Para investigar a possibilidade de que Pas1p possa ter uma função semelhante, examinamos as eficiências de acasalamento de homotálicos Δpas1 células em várias condições de cultura. Tipo selvagem eΔpas1 as células não se conjugaram em meio de crescimento contendo 2% de glicose e 0,5% de cloreto de amônio como as únicas fontes de carbono e nitrogênio, mesmo na fase estacionária. No entanto, quando a concentração de glicose foi diminuída para 0,5%, ao contrário das células do tipo selvagem,Δpas1 células conjugadas e realizadas meiose com 15% de eficiência (Figura 5A). A privação de nitrogênio não é suficiente para induzir a conjugação eficiente de S. pombe células porque o início da diferenciação sexual é parcialmente inibido em condições de alta glicose. No entanto, ao contrário das células do tipo selvagem, Δpas1 células conjugadas de forma muito eficiente em meio rico em glicose sem nitrogênio (Figura 5B). Assim, as células que faltam pas1 + foram marcadamente aprimorados no compromisso com a conjugação.

Fig. 5. A ciclina Pas1 regula negativamente a diferenciação sexual. (A) Eficiências de acasalamento de tipo selvagem homotálico (L968) (símbolos abertos) e Δpas1 células mutantes (K207-A1) (símbolos fechados) em MM rico em nitrogênio. As células foram cultivadas até a fase logarítmica em MM (+ N / 2% G) e transferidas para MM (+ N / 2% G) (círculos) ou MM (+ N / 0,5% G) (quadrados), e as frequências de acasalamento foram testadas . (B) Eficiências de acasalamento de tipo selvagem homotálico (símbolos abertos) e Δpas1 células mutantes (símbolos fechados) em MM sem nitrogênio. As células foram cultivadas até a fase logarítmica em MM (+ N / 2% G) e transferidas para MM (−N / 2% G) (círculos) ou MM (−N / 0,5% G) (quadrados), e as frequências de acasalamento foram testadas . (C)sxa2 + a transcrição é induzida sem privação de nitrogênio em Δpas1 células pelo fator P.h - tipo selvagem (L972) ehΔpas1 (K193-A1) células foram inoculadas em MM (+ N / 0,5% G) e cultivadas na presença (+) ou ausência (-) de 2 μg / ml de fator P. As células foram colhidas nos momentos indicados, e sxa2 + a expressão foi examinada por hibridização Northern. (D) Δpas1 as células são hipersensíveis ao feromônio de acasalamento e interrompem o ciclo celular sem acompanhar a fome de nutrientes. hΔsxa2 (K205-A1) (referido como símbolos abertos de tipo selvagem) e hΔsxa2 Δpas1 (K209-22A) (referido como Δpas1 símbolos fechados) células foram inoculadas em MM (+ N / 0,1% G), divididas em duas partes, incubadas a 30 ° C por 4,5 h, depois cultivadas na presença (+ círculos) ou ausência (- quadrados) de 2 μg / ml Fator P. O crescimento celular foi monitorado pela contagem do número de células. (E) Δpas1 prisão de células em G1 fase após a exposição ao fator P. As mesmas culturas de células utilizadas em D foram colhidas 4 h após a adição do fator P e analisadas por citometria de fluxo. (F) Δrep2 células se acasalam tão eficientemente quanto Δpas1 células. Tipo selvagem homotálico (L968),Δpas1 (K207-A1), Δrep2 (K166-A1), eΔnrd1 (14-1) as células foram cultivadas até a fase logarítmica em MM (+ N / 2% G), transferidas para MM (+ N / 0,5% G) ou MM (−N / 2% G) e cultivadas a 30 ° C . As eficiências de acasalamento foram determinadas examinando as células acasaladas após 24 horas de incubação. (G) Exclusão depas1 + não é epistático à exclusão denrd1 +. Tipo selvagem homotálico (L968),Δpas1 (K207-A1), Δnrd1 (14-1), eΔnrd1 Δpas1 (K228-29A) as células foram cultivadas até a fase log em MM (+ N / 2% G) e transferidas para MM (+ N / 0,5% G). As frequências de acasalamento foram determinadas conforme descrito acima.

Células em falta cig2 + são hiperférteis em parte porque são fáceis de prender em G1sob a condição de falta de nitrogênio (Obara-Ishihara e Okayama, 1994). Em contraste, Δpas1 as células não mostraram facilitação detectável para G1 parada em resposta à inanição de nitrogênio ou carbono. Portanto, investigamos a sensibilidade do mutante aos feromônios de acasalamento porque a comunicação célula-célula mediada por feromônio de acasalamento é essencial para eliciar a conjugação (para revisão, ver Nielsen e Davey, 1995). Fator P, o feromônio de acasalamento secretado por h + células, é degradado pela serina carboxipeptidase codificada pelosxa2 + gene (Imai e Yamamoto, 1992). Interessantemente, sxa2 + é ativado após a exposição ao fator P via sinalização do fator P para regular para baixo a quantidade de fator P, formando um ciclo de feedback negativo. No entanto, a presença de fator P não é suficiente para sxa2 + indução, e fome nutricional concomitante também é necessária porque o sistema de sinalização do fator P torna-se eficaz apenas quando o nutriente se esgota. Assim, em tipo selvagemh - células cultivadas em meio rico em nitrogênio contendo 0,5% de glicose e 2 μg / ml de fator P, nãosxa2 + indução de mRNA foi observada (Figura 5C). Em contraste, no hΔpas1 células cultivadas no mesmo meio,sxa2 + mRNA foi induzido em 2 h transitoriamente, mostrando que, nessas células, a via de sinal de feromônio de acasalamento foi prontamente ativada pelo fator P sem privação de nutrientes.

Feromônios de acasalamento induzem G1 parada das células parceiras (Davey e Nielsen, 1994 Imai e Yamamoto, 1994), pelo menos parcialmente pela inibição de Cdc2p-Cdc13p / Cig2p (Stern e Nurse, 1997) por meio da ativação da via de sinal de feromônio de acasalamento. Portanto, dado que a ausência de Pas1p dispensa a necessidade de privação de nutrientes na ativação da via de sinal do feromônio de acasalamento invocada pelo fator P, foi previsto que o fator P poderia induzir G1 prisão de células com falta de Pas1p sem fome de nutrientes. Para testar esta previsão, ambosh - células de tipo selvagem ehΔpas1as células foram cultivadas em meio de crescimento contendo fator P e suas taxas de crescimento foram comparadas. Neste experimento, meio rico em nitrogênio, mas com baixo teor de glicose (0,1%) e cepas com oΔsxa2 antecedentes foram usados ​​para aumentar a eficácia do fator P. A adição de fator P não causou retardo de crescimento (Figura 5D) ou alterações morfológicas em células de tipo selvagem de crescimento rápido, embora sua progressão através de G1 fase foi atrasada, conforme indicado pelo aparecimento de um G1 pico na citometria de fluxo (Figura 5E). Por outro lado, após a exposição ao fator P,Δpas1 células interrompidas transitoriamente, mesmo na fase midlog. A inibição do crescimento tornou-se aparente 4 h após a adição do fator P e continuou por ∼4 h (Figura 5D). Durante a parada do crescimento, as células estenderam os tubos de conjugação e aumentaram seu volume. A citometria de fluxo revelou que a maioria das células 4 h após a adição do fator P estavam em G1 (Figura 5E). Após essa parada transitória do crescimento, as células começaram a se propagar novamente. Estes resultados indicam que Pas1p desempenha um papel na repressão controlada por nutrientes da via de sinalização do feromônio de acasalamento, além da ativação de Res2p-Cdc10p.

A repressão controlada por nutrientes da via de sinalização de feromônio de acasalamento pela ciclina Pas1, no entanto, pode ser um efeito indireto da ativação de Res2p-Cdc10p devido à superexpressão deres1 + inibe a conjugação (Tanaka et al., 1992) e células sem o res1 + gene têm acasalamento aprimorado (Caliguiri e Beach, 1993 K.T. observação não publicada). Para testar essa possibilidade, comparamos as eficiências de acasalamento de Δpas1 eΔrep2 células. Se o efeito de Pas1p na repressão da sinalização de acasalamento é um efeito indireto da ativação de Res2p-Cdc10p, a eficiência de acasalamento de Δrep2células seriam muito maiores do que as de Δpas1células porque ao contrário Δpas1 células,Δrep2 células atravessam G1muito lentamente, como resultado da ativação insuficiente de MCB e, consequentemente, são muito mais fáceis de prender em G1(Nakashima et al., 1995). Conforme mostrado na Figura 5F,Δrep2 células eram semelhantes aΔpas1 células em sua capacidade de se conjugar em meio rico em nutrientes. Este resultado sugere fortemente que a ciclina Pas1 controla a sinalização de feromônio de acasalamento independentemente da ativação de Res2p-Cdc10p.

Nrd1p é uma proteína de ligação ao RNA que bloqueia o compromisso com a conjugação até que as células atinjam um nível crítico de carência de nutrientes (Tsukahara et al., 1998). As células sem Nrd1p se assemelham àquelas sem Pas1p em sua capacidade de conjugar sem fome (Figura 5, F e G). A semelhança fenotípica nos levou a realizar análises epistáticas dos dois genes. Células excluídas para ambospas1 + e nrd1 + foram gerados por cruzamento e comparados com cada disruptivo individual para proficiência de acasalamento. Como mostrado na Figura 5G, o disruptivo duplo teve maior eficiência de conjugação em MM (+ N / 0,5% G) do que cada disruptivo único, sugerindo que Pas1p controla a sinalização de feromônio de acasalamento independentemente de Nrd1p.

Pas1p não está envolvido no metabolismo do fosfato

o PHO80 gene de S. cerevisiae foi identificado como um regulador negativo do PHO5 gene da fosfatase ácida (Oshima, 1982). No pho80 mutante, oPHO5 gene é expresso constitutivamente mesmo em meio rico em fosfato. Uma regulação semelhante também ocorre na levedura de fissão, e a atividade da fosfatase ácida é induzida pela privação de fosfato (Mitchison e Creanor, 1969 Dibenedetto, 1972). Por causa da homologia de aminoácidos com Pho80p, não era razoável suspeitar que Pas1p também pudesse estar envolvido no metabolismo de fosfato. Portanto, investigamos o efeito da presença ou ausência depas1 + na atividade de fosfatase ácida que respondeu à disponibilidade de fosfato. Após o crescimento em um meio de alto ou baixo teor de fosfato, a atividade da fosfatase ácida foi reprimida ou induzida em uma extensão semelhante no tipo selvagem eΔpas1 células (tipo selvagem, indução de 7,6 vezesΔpas1, Indução de 8,4 vezes), mostrando que é improvável que Pas1p participe da regulação do metabolismo do fosfato. Assim, apesar da semelhança estrutural, em seu papel biológico a ciclina Pas1 difere significativamente da Pho80p da levedura de brotamento.

Pas1 Cyclin Associates In Vivo com Cdc2 e Pef1 Quinases

No S. cerevisiae, As ciclinas Pcl estão associadas à quinase Pho85, mas não à quinase Cdc28, a contraparte de levedura de brotamento do Cdc2p (Espinoza et al., 1994 Measday et al., 1994). Para determinar a (s) proteína (s) quinase (s) associada (s) e atividades quinase, expressamos o Pas1p marcado com FLAG em S. pombecélulas. A ciclina mitótica do tipo B Cdc13 marcada com FLAG foi usada como um controle positivo para associação com a Cdc2 quinase. Quando necessário, as células foram interrompidas na fase S inicial por cultura por 4 h em meio contendo hidroxilureia 12 mM antes da extração celular. Res-Cdc10p-Rep está totalmente ativo neste ponto de parada (Baum et al., 1997). Os lisados ​​celulares foram então incubados com um anticorpo anti-FLAG ou esferas p13 suc1, e os precipitados foram separados por SDS-PAGE seguido por imunotransferência com anticorpos anti-FLAG ou anti-PSTAIR ou testados quanto à atividade de histona H1 quinase. No gel, FLAG-Cdc13p comigrou com IgG. Como mostrado na Figura 6A, Pas1p foi coprecipitado com a proteína de 34 kDa detectável com o anticorpo anti-PSTAIR. Esta proteína PSTAIR era indistinguível em tamanho da Cdc2 quinase associada a Cdc13p, embora a quantidade fosse baixa. A quantidade e a mobilidade da proteína PSTAIR associada a Pas1p não se alteraram entre as células iniciais da fase S e as células em crescimento exponencial. Este complexo, no entanto, fosforilou a histona H1 muito pouco, se em comparação com o complexo Cdc2p-Cdc13p (Figura 6A). A proteína básica da mielina e a caseína também foram fracamente fosforiladas pela quinase associada a Pas1p.

Fig. 6. A ciclina Pas1 associa-se in vivo com as quinases Cdc2 e Pef1. (A) Uma proteína semelhante à cinase Cdc2 coprecipita com a ciclina Pas1. Os lisados ​​foram preparados a partir de Δpas1 células (K182-A7) que expressam pREP1-FLAGpas1 (pistas 1 e 2), pREP1-X (pistas 3 e 4) ou pREP1-FLAGcdc13 (pistas 5 e 6). As células foram cultivadas em MM (+ N / 2% G) na ausência (pistas 1, 3 e 5) ou presença (pistas 2, 4 e 6) de hidroxilureia 12 mM. Os lisados ​​foram submetidos a imunoprecipitação com o anticorpo anti-FLAG M2. Os imunoprecipitados foram imunotransferidos com os anticorpos anti-FLAG M2 (painel superior) ou anti-PSTAIR (painel do meio), respectivamente, ou testados quanto à atividade da histona H1 quinase (painel inferior). A proteína FLAG-Cdc13 comigrou com IgG (faixas 5 e 6 do painel superior). (B) A quinase associada à ciclina Pas1 não se liga a Suc1p. Os mesmos lisados ​​usados ​​em A foram incubados com esferas p13 suc1 para puxar para baixo um complexo Cdc2 quinase. Os precipitados foram imunotransferidos com anticorpo anti-FLAG M2 (painel superior) ou anti-PSTAIR (painel inferior). (C) Identificação de moléculas Cdc2p e Pef1p. Os lisados ​​foram preparados a partir de tipo selvagem (EV3A), Δpef1 (K571-2D),cdc2HA + (K230-A6), epef1HA + (K566-11) células. Os lisados ​​de células inteiras foram separados por SDS-PAGE e imunotransferidos com anticorpos anti-PSTAIR (painel esquerdo) ou anti-HA (painel direito). (D e E) A ciclina Pas1 associa-se in vivo às quinases Cdc2 e Pef1. (D) Os lisados ​​foram preparados a partir de cdc2HA células + (K230-A6) que expressam pREP1-FLAGpas1 (pistas 1 e 4), pREP1-X (pistas 2 e 5) ou pREP1-FLAGcdc13 (pistas 3 e 6). Os lisados ​​foram imunoprecipitados com o anticorpo anti-FLAG M2. O lisado de células inteiras (painéis da esquerda, pistas 1-3) e imunoprecipitados (painéis da direita, pistas 4-6) foram imunotransferidos com o anti-FLAG D-8 (painéis superiores), anti-HA (segundos painéis) ou anti-PSTAIR ( terceiro e painel inferior) anticorpo. Nesta experiência, um anticorpo policlonal de coelho anti-FLAG D-8 foi usado para evitar uma reação indesejada com IgG de camundongo (painéis superiores). (E) Os lisados ​​foram preparados a partir de pef1HA células + (K566-11) que expressam pREP1-FLAGpas1 (pistas 1 e 4), pREP1-X (pistas 2 e 5) ou pREP1-FLAGcdc13 (pistas 3 e 6). Os lisados ​​foram imunoprecipitados com o anticorpo anti-FLAG M2. O lisado de células inteiras (painéis da esquerda faixas 1-3) e imunoprecipitados (painéis da direita faixas 4-6) foram imunotransferidos com o anti-FLAG D-8 (painéis superiores), anti-HA (painéis do meio) ou anti-PSTAIR ( painéis inferiores) anticorpo. As proteínas marcadas com FLAG foram detectadas pelo anticorpo policlonal de coelho anti-FLAG D-8 para evitar reação indesejada com IgG de camundongo (painel superior).

Suc1p liga o Cdc2p que está associado a certas ciclinas, incluindo Cdc13p e Cig1p (Booher et al., 1989 Basi e Draetta, 1995).Consequentemente, a ligação Suc1p fornece um ensaio conveniente para caracterizar o complexo de quinase. As proteínas que se ligam a esferas p13 suc1 foram analisadas por imunotransferência com anticorpos anti-FLAG e anti-PSTAIR. Ao contrário do Cdc2p associado a Cdc13p, a quinase associada a Pas1p não se ligou a Suc1p, conforme indicado pela ausência de FLAG-Pas1p nas proteínas ligadas a p13 Suc1 (Figura 6B).

Na levedura de brotamento, as ciclinas Pcl se associam com a quinase Pho85, mas não com a quinase Cdc28. o S. pombe O projeto de sequenciamento do genoma identificou recentemente uma ORF (SPCC16C4.11) capaz de codificar uma proteína altamente homóloga à quinase Pho85 de S. cerevisiaee PhoA quinase de Emericella nidulans (Figura 7). Chamamos esse gene putativopef1 + (Pombe pho oitenta e cinco), porque conforme apresentado a seguir, a Pef1 quinase codificada por este gene é um parceiro de associação funcional da Pas1 ciclina. Ambos Cdc2p e Pef1p têm um motivo PSTAIR conservado e seus pesos moleculares calculados são semelhantes (34.358 para Cdc2p e 32.736 para Pef1p). Por causa disso, foi difícil identificar a (s) quinase (s) PSTAIR associada a Pas1 sem a manipulação do gene. Portanto, construímos umΔpef1 mutante (ver abaixo para construção) e duas cepas marcadas com epítopo referidas comocdc2HA + epef1HA +. Nocdc2HA + cepa, o cromossômicocdc2 + foi substituído por umcdc2 + gene com três cópias do epítopo da proteína HA do vírus influenza no terminal C. Da mesma forma, o cromossômico pef1 + foi substituído por umpef1 + gene tendo três cópias da proteína HA no pef1HA + tensão. Com o uso dessas cepas, Cdc2p e Pef1p puderam ser identificados por imunotransferência com anticorpos anti-PSTAIR e anti-HA (Figura 6C). O immunoblotting anti-PSTAIR de extratos de células de tipo selvagem revelou duas bandas, uma banda densa de 34 kDa e uma banda fraca de 33 kDa, a última das quais estava ausente noΔpef1 células. Além disso, a banda original de 34 kDa mudou para 38 kDa (aumento de tamanho causado pela etiqueta HA) nocdc2HA + tensão, e a banda original de 33 kDa mudou para 37 kDa no pef1HA + cepa, com coloração concomitante com o anticorpo anti-HA. Inesperadamente, a marcação de HA aumentou significativamente a quantidade da proteína de 33 kDa, talvez como resultado da estabilização da proteína, embora seu mecanismo fosse desconhecido. No entanto, esses resultados nos levaram a atribuir a banda de 34 kDa ao Cdc2p e a banda de 33 kDa ao Pef1p. Dada esta informação, investigamos a (s) proteína (s) PSTAIR associada a Pas1p em detalhes. Usamos cepas marcadas com epítopo como hospedeiros para a mesma análise mencionada acima porque o Cdc2p original e Pef1p migraram muito de perto em géis de SDS-poliacrilamida (Figura 6C, pista de tipo selvagem). No experimento com o cdc2HA + estirpe, a principal proteína PSTAIR associada a Pas1p não só foi reconhecida pelo anticorpo anti-HA, mas também mudou para 38 kDa (Figura 6D, faixa 4), verificando esta proteína associada a Pas1p como sendo Cdc2p. Além disso, uma pequena quantidade de uma proteína PSTAIR correspondente em tamanho à quinase Pef1 também coprecipitou com Pas1p, mas não com Cdc13p (Figura 6D, painéis inferiores). Para confirmar que esta proteína PSTAIR secundária é Pef1p, realizamos a mesma análise com o pef1HA + tensão (Figura 6E). Nesta análise, a proteína PSTAIR secundária mudou para Cdc2p acima com coloração concomitante com o anticorpo anti-HA (Figure6E, pista 4), demonstrando ser Pef1p. Pef1p parecia formar um complexo com Pas1p com uma afinidade maior do que com Cdc13p. A quantidade de Pef1p co-precipitado com Cdc13p foi semelhante à de Pef1p co-precipitado com Pas1p, apesar do fato de que o Cdc13p era 5 a 10 vezes mais abundante do que Pas1p nessas células. Por outro lado, Cdc2p parecia formar um complexo com Pas1p e Cdc13p com uma afinidade semelhante, porque as quantidades de Cdc2p ligado a Pas1p e Cdc2p ligado a Cdc13p normalizado para as quantidades de Pas1p e Cdc13p contidas nos extratos celulares pareciam ser semelhante (Figura 6E).

Fig. 7. Estrutura da proteína Pef1. (A) Um mapa de restrição do pef1 + gene. A seta branca indica a direção e extensão dopef1 + ORF. A estrutura doPSTEU-SpeEu fragmento usado para a ruptura do pef1 + gene também é mostrado. (B) Homologia de aminoácidos entre S. pombe Pef1p (Pef1 Sp),E. nidulans PhoAp (M47) (PhoA En) (Bussink e Osmani, 1998), S. cerevisiae Pho85p (Pho85 Sc) (Uesono et al., 1987), e S. pombe Cdc2p (Cdc2 Sp) (Hindley e Phear, 1984). Os aminoácidos nos quais Pef1p é idêntico às outras três quinases são mostrados em preto. ###### indica o motivo PSTAIR conservado.

Pef1 quinase é necessária para a ativação de Res-Cdc10p-Rep

Para determinar qual de Pef1p ou Cdc2p é um parceiro funcional para a ciclina Pas1 para ativar Res2p-Cdc10p, analisamos as propriedades doΔpef1 células. opef1 + gene foi isolado por hibridização de colônia, e células sem pef1 + foram construídos por substituição do gene em uma etapa com oura4 + gene (Figura 7A). HaploidΔpef1 as células que germinaram a partir dos esporos de células diplóides com gene corretamente interrompido eram viáveis ​​e se propagaram em todas as temperaturas entre 18 e 36 ° C, embora sua propagação fosse mais lenta do que as células do tipo selvagem. No entanto, assim comoΔpas1 Δres1 células,Δpef1 Δres1 as células eram sinteticamente letais. Dissecção de tétrades de & gt100 asci gerada por cruzamento Δpef1 células comΔres1 as células não levaram à produção de nenhum mutante duplo viável, os mutantes germinaram, mas principalmente foram presos como células alongadas. Além disso, o Δpef1 mutante também foi encontrado sinteticamente letal com o Δrep2mutação. Em contraste, como esperado, Δpef1 Δres2 as células eram viáveis. Assim, nessas interações genéticas, pef1 + se comportou de maneira muito semelhante a pas1 +, indicando que Pef1 quinase é um parceiro de associação funcional para Pas1 ciclina que ativa Res2p-Cdc10p. Caracterização detalhada dopef1 + gene será descrito em outro lugar.

Pas1 Cyclin interage geneticamente com outros genes de ciclina, promovendo o início do ciclo celular

A última questão que abordamos diz respeito à relação funcional entre Pas1p e outros G1 ciclinas. A levedura de fissão contém três tipos de G1 ciclinas, Cig1 / 2p, Puc1p e Pas1p, que se acredita terem atividade para regular o G1Transição -S. Tanto o Cig1p quanto o Cig2p são essenciais para o início da fase S na ausência de ciclina mitótica Cdc13 (Fisher e Nurse, 1996 Mondesert et al., 1996), e essas ciclinas atuam após a ativação de Res-Cdc10p-Rep (Baum et al., 1997). Puc1p também atua no G1Transição -S, mas esta atividade é detectável apenas no Δcig1 Δcig2antecedentes (Martin-Castellanos et al., 2000) (Figura 8C). No entanto, esta ciclina não mostra nenhuma interação detectável com Res-Cdc10p-Rep, apesar de sua semelhança estrutural com ciclinas Cln de levedura de brotamento.

Fig. 8. Interação genética depas1 + com outro G1 genes de ciclina. (A) Fenótipo de crescimento sensível à temperatura do Δcig1 Δcig2 Δpuc1 Δpas1 mutante quádruplo. O tipo selvagem (L972), as células mutantes nulas triplas (K224-4D, K224-51C, K224-59C, K224-35D) e as células mutantes nulas quádruplas (K224-42D) foram inoculadas em placas de MMA e incubadas nas temperaturas indicadas por 3 d. (B) Δcig1 Δcig2 Δpuc1 Δpas1 As células mutantes quádruplas detêm-se com um fenótipo cdc a 36 ° C. As células foram inoculadas em placas de MMA e incubadas nas temperaturas indicadas por 18 h. (C) Δcig1 Δcig2 Δpuc1 Δpas1 parada de células mutantes quádruplas em G1 a 36 ° C. As células foram cultivadas em MM (+ N / 2% G) até a fase midlog a 30 ° C (painéis superiores), deslocadas para 36 ° C, incubadas por 3 h (painéis inferiores) e analisadas por citometria de fluxo. (D) Morfologia da célula terminal de Δcig1 Δcig2 Δpuc1 Δrep2 células mutantes quádruplas. Esporos gerados por cruzamento Δcig1 Δcig2 Δpuc1 células com o Δrep2 cepas haplóides foram dissecadas em tétrades em placas YEA e incubadas a 30 ° C. Células que germinaram de quatro independentes Δcig1 Δcig2 Δpuc1 Δrep2 esporos de deleção quádrupla (painéis 1-4) (julgados pelos genótipos dos outros três segregantes) foram fotografados sob o microscópio. (E) Supressão do Δcig1 Δcig2 Δpuc1 Δpas1 mutante quádruplo porres1 + e rep2 + genes. As células mutantes nulas quádruplas (K226-42A) foram transformadas com os plasmídeos indicados, semeadas em placas de MMA e incubadas às temperaturas indicadas. pcL-X é o vetor pcL sem inserção e é usado como um controle negativo.

Diante desses fatos, investigamos as interações genéticas depas1 + com outro G1genes de ciclina pela construção de mutantes de deleção tripla e quádrupla sem cig1 + ,cig2 + , puc1 +, e / ou pas1 +. A 30 ° C, oΔcig1 Δcig2 Δpuc1 Δpas1 As células mutantes quádruplas eram viáveis ​​(Figura 8A) e proliferaram com leve alongamento celular (Figura 8B) acompanhado por um G claro1pico, indicando G lento1 progressão (Figura 8C). O mutante, no entanto, não pôde proliferar a 36 ° C (Figura 8A). Após uma mudança para esta temperatura, o mutante parou em G1 com alongamento celular, típico de umCDC fenótipo (Figura 8, B e C). Assim, as quatro ciclinas Cig1p, Cig2p, Puc1p e Pas1p apresentam certo grau de redundância funcional, embora os alvos primários para a ação dessas ciclinas difiram significativamente.

A interação genética de pas1 + com outras ciclinas é provável que seja um efeito indireto da ativação de Res2p-Cdc10p, porque a falta de esporos cig1 + ,cig2 + , puc1 +, e rep2 + no lugar depas1 + germinou e propagou-se algumas vezes, mas parou de proliferar a 30 ° C com o alongamento celular (Figura 8D). Além disso, a proliferação sensível à temperatura doΔcig1 Δcig2 Δpuc1 Δpas1 mutante quádruplo foi suprimido de forma eficiente pela superexpressão deres1 + ou rep2 + (Figura 8E). Estes resultados indicam que a ciclina Pas1 interage geneticamente com outros G1 ciclinas via ativação do complexo Rep2p-Cdc10p.


Ativação e sinalização de tirosina quinase do receptor Tie2 e Eph

Os receptores de superfície celular Eph e Tie medeiam uma variedade de eventos de sinalização durante o desenvolvimento e no organismo adulto. Como outras tirosina quinases receptoras, elas são ativadas na ligação de ligantes extracelulares e sua atividade catalítica é rigidamente regulada em vários níveis. Os receptores Eph e Tie exibem algumas características únicas, incluindo a necessidade de agrupamento de receptor induzido por ligante para sinalização eficiente. Curiosamente, tanto Ephs quanto Ties podem mediar efeitos biológicos diferentes, mesmo opostos, dependendo do ligante específico que induz a resposta e do contexto celular. Aqui, discutimos as características estruturais desses receptores, suas interações com vários ligantes, bem como as implicações funcionais para a iniciação de sinalização a jusante. As estruturas de ef / efrina já foram bem revisadas e fornecemos apenas uma breve visão geral dos eventos iniciais de ligação. Nós entraremos em mais detalhes discutindo as estruturas e o reconhecimento de Tie-angiopoietina.

Bonecos

Representação esquemática do empate ...

Representação esquemática dos receptores Tie e ligantes da angiopoietina. Os receptores de empate são ...

Estruturas cristalinas da angiopoietina ...

Estruturas de cristal dos domínios de ligação do receptor de angiopoietina e o ectodomínio Tie2 não ligado ...

A estrutura do Tie2 ...

A estrutura do Tie2 TKD. Duas visualizações giradas 90 ° sobre o y…

Modelo de sinalização de Tie-angiopoietina. O…

Modelo de sinalização de Tie-angiopoietina. Os fatores de crescimento da angiopoietina iniciam vias de sinalização complexas através de ...

Representação esquemática de A e ...

Representação esquemática dos tipos A e B de efrinas e receptores Eph. Mostrando…

Apresentação esquemática do Eph ...

Apresentação esquemática dos receptores Eph ligados aos ligantes da efrina na célula-célula ...


Referências

Bargmann, C.I. Chemosensation em C. elegans. WormBook 1–29 (2006).

Robertson, H.M. & amp Thomas, J.H. As supostas famílias quimiorreceptoras de C. elegans. WormBook 1–12 (2006).

Antebi, A. Nuclear receptor signal transduction in C. elegans. WormBook 1–49 (2015).

Motola, D.L. et al. Identificação de ligantes para DAF-12 que governam a formação e reprodução da dauer em C. elegans. Célula 124, 1209–1223 (2006).

Jeong, P.Y. et al. Estrutura química e atividade biológica do Caenorhabditis elegans feromônio indutor de dauer. Natureza 433, 541–545 (2005).

Butcher, R.A., Fujita, M., Schroeder, F.C. & amp Clardy, J. Feromônios de moléculas pequenas que controlam o desenvolvimento dauer em Caenorhabditis elegans. Nat. Chem. Biol. 3, 420–422 (2007).

Butcher, R.A., Ragains, J.R., Kim, E. & amp Clardy, J. A potent dauer pheromone component in Caenorhabditis elegans que atua sinergicamente com outros componentes. Proc. Natl. Acad. Sci. EUA 105, 14288–14292 (2008).

Butcher, R.A., Ragains, J.R. & amp Clardy, J. Um componente de feromônio dauer contendo indol com atividade inibitória dauer incomum em concentrações mais elevadas. Org. Lett. 11, 3100–3103 (2009).

Pungaliya, C. et al. Um atalho para identificar sinais de pequenas moléculas que regulam o comportamento e o desenvolvimento em Caenorhabditis elegans. Proc. Natl. Acad. Sci. EUA 106, 7708–7713 (2009).

Baugh, L.R. Crescer ou não crescer: controle nutricional do desenvolvimento durante Caenorhabditis elegans Prisão de L1. Genética 194, 539–555 (2013).

Schindler, A.J., Baugh, L.R. & amp Sherwood, D.R. Identificação de pontos de verificação de desenvolvimento do estágio larval tardio em Caenorhabditis elegans regulada pela insulina / IGF e pelas vias de sinalização do hormônio esteróide. PLoS Genet. 10, e1004426 (2014).

Angelo, G. & amp Van Gilst, M.R. Starvation protege as células-tronco da linha germinativa e estende a longevidade reprodutiva em C. elegans. Ciência 326, 954–958 (2009).

Seidel, H.S. & amp Kimble, J. The oogenic germline starvation response in C. elegans. PLoS One 6, e28074 (2011).

Cassada, R.C. & amp Russell, R.L. The dauer larva, uma variante de desenvolvimento pós-embrionário do nematóide Caenorhabditis elegans. Dev. Biol. 46, 326–342 (1975).

Narbonne, P. & amp Roy, R. Caenorhabditis elegans dauers precisam de LKB1 / AMPK para racionar as reservas de lipídios e garantir a sobrevivência a longo prazo. Natureza 457, 210–214 (2009).

Erkut, C., Gade, V.R., Laxman, S. & amp Kurzchalia, T.V. O shunt de glioxilato é essencial para a tolerância à dessecação em C. elegans e fermento de brotamento. eLife 5, e13614 (2016).

Wadsworth, W.G. & amp Riddle, D.L. Regulação do desenvolvimento do metabolismo energético em Caenorhabditis elegans. Dev. Biol. 132, 167–173 (1989).

Penkov, S. et al. A integração do metabolismo de carboidratos e o estado redox controla a formação de larvas dauer em Caenorhabditis elegans. Nat. Comum. 6, 8060 (2015).

Erkut, C. et al. Trehalose processa a larva dauer de Caenorhabditis elegans resistente à dessecação extrema. Curr. Biol. 21, 1331–1336 (2011).

Murphy, C.T. et al. Genes que atuam a jusante de DAF-16 para influenciar a vida útil de Caenorhabditis elegans. Natureza 424, 277–283 (2003).

McElwee, J.J., Schuster, E., Blanc, E., Thomas, J.H. & amp Gems, D. Assinatura transcricional compartilhada em Caenorhabditis elegans larvas dauer e de longa vida daf-2 mutantes implica sistema de desintoxicação na garantia de longevidade. J. Biol. Chem. 279, 44533–44543 (2004).

Shaw, W.M., Luo, S., Landis, J., Ashraf, J. & amp Murphy, C.T. o C. elegans A via TGF-β dauer regula a longevidade por meio da sinalização da insulina. Curr. Biol. 17, 1635–1645 (2007).

Félix, M.A. & amp Duveau, F. Dinâmica populacional e compartilhamento de habitat de populações naturais de Caenorhabditis elegans e C. briggsae. BMC Biol. 10, 59 (2012).

Fielenbach, N. & amp Antebi, A. C. elegans formação dauer e as bases moleculares da plasticidade. Genes Dev. 22, 2149–2165 (2008).

Hu, P.J. Dauer. WormBook 1–19 (2007).

Hsin, H. & amp Kenyon, C. Sinais do sistema reprodutivo regulam a vida útil de C. elegans. Natureza 399, 362–366 (1999).

Gerisch, B. et al. Um esteróide semelhante ao ácido biliar modula Caenorhabditis elegans vida útil através da sinalização do receptor nuclear. Proc. Natl. Acad. Sci. EUA 104, 5014–5019 (2007).

Gerisch, B., Weitzel, C., Kober-Eisermann, C., Rottiers, V. & amp Antebi, A. A hormonal signaling pathway influenciando C. elegans metabolismo, desenvolvimento reprodutivo e expectativa de vida. Dev. Célula 1, 841–851 (2001).

Golden, J.W. & amp Riddle, D.L. Um feromônio influencia o desenvolvimento larval no nematóide Caenorhabditis elegans. Ciência 218, 578–580 (1982).

Golden, J.W. & amp Riddle, D.L. UMA Caenorhabditis elegans feromônio indutor de dauer e um componente antagônico do suprimento alimentar. J. Chem. Ecol. 10, 1265–1280 (1984).

Zhang, X., Noguez, J.H., Zhou, Y. & amp Butcher, R.A. Análise de ascarosídeos de Caenorhabditis elegans usando espectrometria de massa e espectroscopia de NMR. Methods Mol. Biol. 1068, 71–92 (2013).

Srinivasan, J. et al. Uma biblioteca modular de sinais de pequenas moléculas regula comportamentos sociais em Caenorhabditis elegans. PLoS Biol. 10, e1001237 (2012).

von Reuss, S.H. et al. A metabolômica comparativa revela a biogênese dos ascarosídeos, uma biblioteca modular de sinais de pequenas moléculas em C. elegans. Geléia. Chem. Soc. 134, 1817–1824 (2012). Este trabalho desenvolveu uma técnica LC-MS / MS para analisar rapidamente os ascarosídeos presentes em um extrato bruto que se mostrou extremamente útil para a caracterização de ascarosídeos em uma variedade de espécies de nematóides e em mutantes na via biossintética do ascarosídeo.

Srinivasan, J. et al. Uma mistura de pequenas moléculas regula o acasalamento e o desenvolvimento em Caenorhabditis elegans. Natureza 454, 1115–1118 (2008).

Izrayelit, Y. et al. A metabolômica direcionada revela uma biossíntese de feromônio masculino e ascarosídeo específico do sexo em Caenorhabditis elegans. ACS Chem. Biol. 7, 1321–1325 (2012).

Macosko, E.Z. et al. Um circuito hub-and-spoke impulsiona a atração de feromônios e o comportamento social em C. elegans. Natureza 458, 1171–1175 (2009).

Artyukhin, A.B. et al. Ascarosídeos de octopamina succinilados e uma nova via do metabolismo da amina biogênica em Caenorhabditis elegans. J. Biol. Chem. 288, 18778–18783 (2013).

Greene, J.S. et al. O equilíbrio da seleção molda o comportamento de forrageamento dependente da densidade. Natureza 539, 254–258 (2016).

Greene, J.S., Dobosiewicz, M., Butcher, R.A., McGrath, P.T. & amp Bargmann, C.I. Mudanças regulatórias em dois genes quimiorreceptores contribuem para um Caenorhabditis elegans QTL para comportamento de forrageamento. eLife 5, e21454 (2016).

Kim, K. et al. Dois quimiorreceptores medeiam os efeitos do desenvolvimento do feromônio dauer em C. elegans. Ciência 326, 994–998 (2009). Este artigo identificou os primeiros alvos GPCR dos ascarosídeos.

McGrath, P.T.et al. Evolução paralela de domesticados Caenorhabditis espécie tem como alvo os genes do receptor de feromônio. Natureza 477, 321–325 (2011). Este artigo usou sensível a feromônios e insensível C. elegans cepas e mapeamento de locus de característica quantitativa para identificar uma nova família de alvos GPCR dos ascarosídeos.

Park, D. et al. A interação de receptores acoplados à proteína G promíscuos e específicos à estrutura medeia a sinalização de pequenas moléculas em Caenorhabditis elegans. Proc. Natl. Acad. Sci. EUA 109, 9917–9922 (2012).

Choe, A. et al. A sinalização de ascarosídeo é amplamente conservada entre os nematóides. Curr. Biol. 22, 772–780 (2012).

Noguez, J.H. et al. Um novo ascarosídeo controla o ciclo de vida parasita do nematóide entomopatogênico Heterorhabditis bacteriophora. ACS Chem. Biol. 7, 961–966 (2012).

Bose, N. et al. Arquiteturas complexas de pequenas moléculas regulam a plasticidade fenotípica em um nematóide. Angew. Chem. Int. Edn Engl. 51, 12438–12443 (2012). Este artigo demonstrou que o nematóide P. pacificus produz arquiteturas de ascarosídeo muito mais complexas do que aquelas vistas em outras espécies de nematóides que incluem muitos tipos diferentes de blocos de construção derivados do metabolismo primário.

Yim, J.J., Bose, N., Meyer, J.M., Sommer, R.J. & amp Schroeder, F.C. Moléculas de sinalização de nematóides derivadas da montagem multimodular de blocos de construção metabólicos primários. Org. Lett. 17, 1648–1651 (2015).

Zhao, L. et al. Ascarosídeos coordenam a dispersão de um nematóide parasita de plantas com a metamorfose de seu besouro vetor. Nat. Comum. 7, 12341 (2016). Este artigo foi o primeiro a detectar ascarosídeos em um organismo diferente de um nematóide, especificamente o besouro vetor do nematóide do pinheiro..

Choe, A. et al. Feromônios de acasalamento específicos do sexo no nematóide Panagrellus redivivus. Proc. Natl. Acad. Sci. EUA 109, 20949–20954 (2012).

Manosalva, P. et al. As moléculas de sinalização de nematóides conservadas estimulam as defesas das plantas e a resistência a patógenos. Nat. Comum. 6, 7795 (2015).

Dong, C., Dolke, F. & amp von Reuss, S.H. O exame seletivo de esclerose múltipla revela um feromônio sexual em Caenorhabditis briggsae e especificidade de espécie na sinalização de indol ascarosídeo. Org. Biomol. Chem. 14, 7217–7225 (2016).

Bento, G., Ogawa, A. & amp Sommer, R.J. Cooptação do módulo de sinalização hormonal ácido dafacrônico-DAF-12 na evolução de nematóides. Natureza 466, 494–497 (2010).

Bose, N. et al. A variação natural na produção e detecção de feromônios dauer apóia a competição intraespecífica em nematóides. Curr. Biol. 24, 1536–1541 (2014).

Penkov, S. et al. Um éster de cera promove a descoberta coletiva de hospedeiros no nematóide Pristionchus pacificus. Nat. Chem. Biol. 10, 281–285 (2014).

Zhao, L., Mota, M., Vieira, P., Butcher, R.A. & amp Sun, J. Interspecific communication between pinewood nematode, its insect vector, and associated microbes. Trends Parasitol. 30, 299–308 (2014).

Zhao, L.L., Wei, W., Kang, L. & amp Sun, J.H. Quimiotaxia do nematóide da madeira do pinheiro, Bursaphelenchus xylophilus, aos voláteis associados ao pinheiro hospedeiro, Pinus massoniana e seu vetor Monochamus alternatus. J. Chem. Ecol. 33, 1207–1216 (2007).

Zhao, L. et al. Os sinais químicos sincronizam os ciclos de vida de um nematóide parasita de plantas e seu besouro vetor. Curr. Biol. 23, 2038–2043 (2013).

Zagoriy, V., Matyash, V. & amp Kurzchalia, T. Long-chain O-ascarosil-alcanodióis são componentes constitutivos de Caenorhabditis elegans mas não induz a formação de larva dauer. Chem. Biodivers. 7, 2016–2022 (2010).

Jezyk, P.F. & amp Fairbairn, D. Ascarosides and ascaroside ésteres em Ascaris lumbricoides (Nematoda). Comp. Biochem. Physiol. 23, 691–705 (1967).

Bartley, J.P., Bennett, E.A. & amp Darben, P.A. Estrutura dos ascarosídeos de Ascaris suum. J. Nat. Prod. 59, 921–926 (1996).

Fairbairn, D. A bioquímica de Ascaris. Exp. Parasitol. 6, 491–554 (1957).

Butcher, R.A. et al. Biossíntese do Caenorhabditis elegans feromônio dauer. Proc. Natl. Acad. Sci. EUA 106, 1875–1879 (2009).

Izrayelit, Y., Robinette, S.L., Bose, N., von Reuss, S.H. & amp Schroeder, F.C. A metabolômica baseada em RMN 2D revela as interações entre as vias bioquímicas conservadas no organismo modelo Caenorhabditis elegans. ACS Chem. Biol. 8, 314–319 (2013).

Zhang, X. et al. Os complexos de acil-CoA oxidase controlam a mensagem química produzida por Caenorhabditis elegans. Proc. Natl. Acad. Sci. EUA 112, 3955–3960 (2015). Este trabalho mostrou diretamente a preferência de substrato de três enzimas ACOX envolvidas na biossíntese de ascarosídeos e demonstrou como estas desempenham um papel fundamental na determinação de quais ascarosídeos são produzidos por C. elegans.

Johnson, D.A. & amp Liu, H. Mechanisms and pathways from recent desoxysugar biosynthesis research. Curr. Opin. Chem. Biol. 2, 642–649 (1998).

Olson, S.K., Greenan, G., Desai, A., Müller-Reichert, T. & amp Oegema, K. Hierarchical assembléia da casca de ovo e barreira de permeabilidade em C. elegans. J. Cell Biol. 198, 731–748 (2012).

Carvalho, A. et al. Tratamento medicamentoso agudo no início C. elegans embrião. PLoS One 6, e24656 (2011).

Joo, H.J. et al. Caenorhabditis elegans utiliza a biossíntese de feromônio dauer para descartar ácidos graxos peroxissomais tóxicos para a homeostase celular. Biochem. J. 422, 61–71 (2009).

Joo, H.J. et al. Contribuição do peroxisomal acox gene para o equilíbrio dinâmico da produção de daumone em Caenorhabditis elegans. J. Biol. Chem. 285, 29319–29325 (2010).

Zhang, X., Li, K., Jones, R.A., Bruner, S.D. & amp Butcher, R.A. A caracterização estrutural das acil-CoA oxidases revela uma ligação direta entre a biossíntese de feromônios e o estado metabólico em Caenorhabditis elegans. Proc. Natl. Acad. Sci. EUA 113, 10055–10060 (2016). Este trabalho obteve as primeiras estruturas cristalinas das enzimas ACOX, fornecendo uma base estrutural para suas especificidades de substrato e também revelando um sítio de ligação de ATP que regula a atividade enzimática..

Joo, H.J. et al. O HSF-1 está envolvido na regulação da biossíntese de feromônios de ascarosídeo por estresse térmico em Caenorhabditis elegans. Biochem. J. 473, 789–796 (2016).

Kaplan, F. et al. Expressão de Ascarosídeo em Caenorhabditis elegans é fortemente dependente da dieta e do estágio de desenvolvimento. PLoS One 6, e17804 (2011).

Yamawaki, T.M. et al. Os tecidos reprodutivos somáticos de C. elegans promova a longevidade por meio da sinalização do hormônio esteróide. PLoS Biol. 8, e1000468 (2010).

Shen, Y., Wollam, J., Magner, D., Karalay, O. & amp Antebi, A. Um interruptor de receptor de esteroide-microRNA regula o tempo de vida em resposta a sinais da gônada. Ciência 338, 1472–1476 (2012).

Jia, K., Albert, P.S. & amp Riddle, D.L. DAF-9, um citocromo P450 regulador C. elegans desenvolvimento larval e longevidade adulta. Desenvolvimento 129, 221–231 (2002).

Mahanti, P. et al. A metabolômica comparativa revela ligantes endógenos de DAF-12, um receptor de hormônio nuclear, regulando C. elegans desenvolvimento e expectativa de vida. Cell Metab. 19, 73–83 (2014). Este artigo forneceu uma análise revisada dos principais ácidos dafacrônicos bioativos presentes em C. elegans.

Rottiers, V. et al. Controle hormonal de C. elegans formação dauer e expectativa de vida por uma oxigenase semelhante a Rieske. Dev. Célula 10, 473–482 (2006).

Wollam, J. et al. Uma nova 3-hidroxiesteróide desidrogenase que regula o desenvolvimento reprodutivo e a longevidade. PLoS Biol. 10, e1001305 (2012).

Patel, D.S., Fang, L.L., Svy, D.K., Ruvkun, G. & amp Li, W. Identificação genética de HSD-1, uma enzima esteroidogênica conservada que direciona o desenvolvimento larval em Caenorhabditis elegans. Desenvolvimento 135, 2239–2249 (2008).

Gerisch, B. & amp Antebi, A. Os sinais hormonais produzidos por DAF-9 / citocromo P450 regulam C. elegans dauer diapause em resposta a estímulos ambientais. Desenvolvimento 131, 1765–1776 (2004).

Mak, H.Y. & amp Ruvkun, G. sinalização intercelular do desenvolvimento reprodutivo pelo C. elegans DAF-9 citocromo P450. Desenvolvimento 131, 1777–1786 (2004).

Matyash, V. et al. Hormônios derivados de esterol controlam a entrada na diapausa em Caenorhabditis elegans por ativação consecutiva de DAF-12 e DAF-16. PLoS Biol. 2, e280 (2004).

Hannich, J.T. et al. A metilação do núcleo de esterol por STRM-1 regula a formação de larvas dauer em Caenorhabditis elegans. Dev. Célula 16, 833–843 (2009).

Luciani, G.M. et al. Dafadina inibe DAF-9 para promover a formação de dauer e longevidade de Caenorhabditis elegans. Nat. Chem. Biol. 7, 891–893 (2011).

Schaedel, O.N., Gerisch, B., Antebi, A. & amp Sternberg, P.W. A amplificação do sinal hormonal medeia as condições ambientais durante o desenvolvimento e controla um compromisso irreversível com a idade adulta. PLoS Biol. 10, e1001306 (2012).

Judkins, J.C. et al. Um ligante receptor nuclear mascarado fotoclivável permite o controle temporal de C.elegans desenvolvimento. Angew. Chem. Int. Edn Engl. 53, 2110–2113 (2014).

Ogawa, A., Streit, A., Antebi, A. & amp Sommer, R.J. Um mecanismo endócrino conservado controla a formação de larvas dauer e infectantes em nematóides. Curr. Biol. 19, 67–71 (2009).

Wang, Z. et al. Identificação do receptor nuclear DAF-12 como alvo terapêutico em nematóides parasitas. Proc. Natl. Acad. Sci. EUA 106, 9138–9143 (2009).

Zhi, X. et al. A conservação estrutural da ligação do ligante revela uma via de sinalização semelhante ao ácido biliar em nematóides. J. Biol. Chem. 287, 4894–4903 (2012).

Albarqi, M.M. et al. Regulação dos pontos de verificação do ciclo de vida e ativação do desenvolvimento de larvas infecciosas em Strongyloides stercoralis por ácido dafacrônico. PLoS Pathog. 12, e1005358 (2016).

Baugh, L.R. & amp Sternberg, P.W. DAF-16 / FOXO regula a transcrição de cki-1/ Cip / Kip e repressão de lin-4 no decorrer C. elegans Prisão de L1. Curr. Biol. 16, 780–785 (2006).

Chen, Y. & amp Baugh, L.R. Ins-4 e daf-28 funcionar redundantemente para regular C. elegans Prisão de L1. Dev. Biol. 394, 314–326 (2014).

Lee, B.H. & amp Ashrafi, K. A modula o canal TRPV C. elegans neurossecreção, sobrevivência à fome de larvas e vida adulta. PLoS Genet. 4, e1000213 (2008).

Fukuyama, M. et al. C. elegans As AMPKs promovem a sobrevivência e interrompem o desenvolvimento da linha germinativa durante o estresse nutricional. Biol. Abrir 1, 929–936 (2012).

Fukuyama, M., Kontani, K., Katada, T. & amp Rougvie, A.E. The C. elegans a hipoderme acopla a quiescência das células progenitoras ao estado dietético. Curr. Biol. 25, 1241–1248 (2015).

Shou, Q. et al. Peptídeo híbrido policetídeo-não ribossômico em nematóides que promove a sobrevivência larval. Nat. Chem. Biol. 12, 770–772 (2016). Este artigo identificou o primeiro híbrido policetídeo-peptídeo não ribossômico de um animal e mostrou que ele influencia a sobrevivência à fome em C. elegans.

O'Brien, R.V., Davis, R.W., Khosla, C. & amp Hillenmeyer, M.E. Computational identification and analysis of órfão assembly-line polyketide synthases. J. Antibiot. (Tóquio) 67, 89–97 (2014).

Wang, H., Fewer, D.P., Holm, L., Rouhiainen, L. & amp Sivonen, K. Atlas of nonribosomal peptide and polyketide biosynthetic pathways revela a ocorrência comum de não modulares enzimas. Proc. Natl. Acad. Sci. EUA 111, 9259–9264 (2014).

Artyukhin, A.B., Schroeder, F.C. & amp Avery, L. Density dependence in Caenorhabditis fome de larvas. Sci. Rep. 3, 2777 (2013).

Maures, T.J. et al. Os machos encurtam a vida útil de C. elegans hermafroditas via compostos secretados. Ciência 343, 541–544 (2014).

Aprison, E.Z. & amp Ruvinsky, I. Sinais masculinos sexualmente antagônicos manipulam a linha germinativa e soma de C. elegans hermafroditas. Curr. Biol. 26, 2827–2833 (2016).


Assista o vídeo: Conceitos básicos de genética. 3 ano (Novembro 2021).