研究人员发现了一种单酰基甘油酰基转移酶编码基因,名为bishu-1。它通过调节离子型受体表达参与冷感温度神经元的热反应,从而维持果蝇幼虫的冷感回避行为。
感知环境温度对于动物的发育和生存至关重要。果蝇等昆虫已经进化出一种特别精密的热传感系统,可以辨别每秒毫度以内的温度变化。这种精确的热感觉依赖于热感受器功能的精确维持;然而,它们的激活和调节机制仍不清楚。在这项研究中,研究人员发现了一种脂质酶,它可以维持热受体的表达水平并调节凉爽的温度感觉和回避行为。
称为离子型受体 (IR) 的热受体,特别是 IR25a 和 IR21a,在幼虫头部的冷温度感知神经元(称为背器官冷细胞 (DOCC))中发挥作用,以介导回避低温。这种行为受到 IR25a 和 IR21a 表达变化的影响,但其潜在机制尚不清楚。生命与生命系统探索研究中心(ExCELLS)的Takaaki Sokabe和他的同事Xiangmei Deng发现了一个名为bishu-1的单酰基甘油酰基转移酶(MGAT)编码基因,它是维持IR25a和IR21a转录水平以及DOCC的冷却反应性的重要因子,从而实现凉爽的温度感觉和回避。他们最近在《通讯生物学》上发表了他们的发现。
“bishu-1 的发现纯属巧合。 MGAT 以其在肝脏或肠道能量储存过程中的作用而闻名,因此我们最初并没有想到它的编码基因 bishu-1 在热感觉中发挥重要作用,”邓说。 “在观察到突变体似乎回避温暖的温度后,我们给这个基因起了一个新名字,bishu,中文意思是‘夏天’,描述了幼虫逃避高温的行为。”
与其他已知的脂质酶通过与其脂质代谢物结合或传播细胞膜的理化性质而与感觉受体有更直接的相互作用不同,bishu-1 调节受体基因的表达:bishu-1 被证明对于与 IR25a 基因的调节区结合的转录因子 Broad 的表达很重要。事实上,广泛的过度表达足以挽救 bishu-1 突变体在 DOCC 中的冷却反应和幼虫中的低温回避行为方面的缺陷。
“基因表达水平的调节代表了神经系统中脂质代谢的新作用,”索卡部说。 IR在神经元中广泛表达,许多研究报道了IR在化学、热和湿度感觉中的功能。