Behalten Sie das kühle Gefühl: Ein Lipidenzym zur Aufrechterhaltung und Vermeidung des kühlen Temperaturgefühls

Die Erfassung der Umgebungstemperatur ist für die Entwicklung und das Überleben von Tieren von entscheidender Bedeutung. Insekten wie Fruchtfliegen haben ein besonders empfindliches thermosensorisches System entwickelt, das Temperaturänderungen innerhalb von Milligrad pro Sekunde unterscheiden kann. Diese genaue Wärmewahrnehmung beruht auf der präzisen Aufrechterhaltung der Funktionen der Wärmerezeptoren; Ihre Aktivierungs- und Regulierungsmechanismen sind jedoch weiterhin unklar. In dieser Studie identifizierten Forscher ein Lipidenzym, das das Expressionsniveau thermischer Rezeptoren aufrechterhält und das Gefühl von kühler Temperatur sowie das Vermeidungsverhalten moduliert. Wärmerezeptoren, die als ionotrope Rezeptoren (IRs) bezeichnet werden, insbesondere IR25a und IR21a, funktionieren in Neuronen, die kühle Temperaturen im Larvenkopf messen und als dorsale Organ-Kühlzellen (DOCCs) bezeichnet werden, um die Vermeidung kalter Temperaturen zu vermitteln. Dieses Verhalten wird durch Expressionsänderungen von IR25a und IR21a beeinflusst, der zugrunde liegende Mechanismus ist jedoch unbekannt. Takaaki Sokabe und sein Kollege Xiangmei Deng vom Exploratory Research Center on Life and Living Systems (ExCELLS) identifizierten ein Monoacylglycerin-Acyltransferase (MGAT)-kodierendes Gen namens Bishu-1 als wichtigen Faktor für die Aufrechterhaltung des Transkriptionsniveaus von IR25a und IR21a und der Kühlreaktionsfähigkeit von DOCCs, wodurch das Gefühl und die Vermeidung kühler Temperaturen ermöglicht wird. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie kürzlich in Communications Biology. „Der Fund von Bishu-1 war Zufall.“ „MGATs sind für ihre Rolle bei den Energiespeicherprozessen in der Leber oder im Darm bekannt, daher hatten wir zunächst nicht erwartet, dass ihr kodierendes Gen Bishu-1 eine wesentliche Rolle bei der Wärmeempfindung spielt“, sagt er. sagt Deng. „Nachdem wir festgestellt hatten, dass die Mutanten scheinbar warme Temperaturen mieden, gaben wir dem Gen einen neuen Namen: Bishu, ein chinesisches Wort für ‚Sommerzeit‘, das das Fluchtverhalten der Larven vor Hitze beschreibt.“ Im Gegensatz zu anderen bekannten Lipidenzymen, die direktere Wechselwirkungen mit sensorischen Rezeptoren haben, indem sie sich an ihre Lipidmetaboliten binden oder die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Zellmembranen verbreiten, reguliert Bishu-1 die Expression von Rezeptorgenen: Bishu-1 erwies sich als wichtig für die Expression des Transkriptionsfaktors Broad, der an die regulatorische Region des IR25a-Gens bindet. Tatsächlich reichte eine breite Überexpression aus, um die Defekte des Bishu-1-Mutanten in Bezug auf Kühlreaktionen in DOCCs und Verhaltensweisen zur Vermeidung von kühlen Temperaturen in Larven zu beheben. „Die Regulierung der Genexpression spielt eine neue Rolle für den Lipidstoffwechsel im Nervensystem“, sagt er. Sagt Sokabe. „Broad wird häufig in Neuronen exprimiert, und zahlreiche Studien haben über die Funktion von IRs bei der Wahrnehmung von Chemikalien, Wärme und Feuchtigkeit berichtet.“