Общий контроль: недерепрессируемый 1 взаимодействует с катионным переносчиком аминокислот 1 и влияет на плодовитость Aedes aegypti.

May 04, 2023

Паразиты и переносчики, том 15, Артикульный номер: 383 (2022) Цитировать эту статью

1101 Доступов

1 Цитаты

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Белок-переносчик аминокислот катионный аминокислотный транспортер 1 (CAT1) является частью сенсора питательных веществ в жировом теле комаров. Член семейства катионных переносчиков аминокислот SLC7, он имеет первостепенное значение для обнаружения повышенных уровней аминокислот в гемолимфе комаров после приема крови и последующих изменений в экспрессии генов в жировом теле.

Мы выполнили повторную аннотацию переносчиков катионных аминокислот (CAT) Aedes aegypti и выбрали C-концевой хвост CAT1 для проведения двухгибридного скрининга дрожжей с целью идентификации предполагаемых взаимодействующих веществ с этим белком. Одним из интересных взаимодействующих белков, которые мы идентифицировали, был недерепрессируемый 1 общего контроля (GCN1). Мы определили характер экспрессии GCN1 в нескольких органах и структурах взрослых с помощью qRT-PCR и вестерн-блоттинга. Наконец, мы опрокинули GCN1 с помощью двухцепочечной РНК и выявили изменения в нижестоящих сигнальных промежуточных продуктах и ​​влияние нокдауна на вителлогенез и плодовитость.

На экране Ae. aegypti CAT1-взаимодействующие белки, мы идентифицировали GCN1 как предполагаемый интерактор. GCN1 высоко экспрессируется в яичниках и жировом теле комара. Мы предоставляем доказательства того, что фосфорилирование субъединицы альфа фактора инициации трансляции 2 эукариот (eIF2α) изменялось во время вителлогенеза и что нокдаун GCN1 с помощью РНК-интерференции у целых комаров уменьшал размеры яичной кладки обработанных комаров по сравнению с контрольной группой.

Aedes aegypti CAT1 и GCN1, вероятно, являются взаимодействующими партнерами, и GCN1, вероятно, необходим для правильного развития яиц. Наши данные показывают, что GCN1 является частью механизма сенсора питательных веществ в различных тканях комаров, участвующих в вителлогенезе.

Способность ощущать питательные вещества и отслеживать изменения их уровня имеет первостепенное значение для функционирования и выживания клеток, а также для поддержания гомеостаза в многоклеточных организмах. Эукариотические клетки используют разнообразные сенсорные и сигнальные пути для отслеживания определенных концентраций питательных веществ и энергетического статуса [1]. Аминокислоты являются строительными блоками для всех белков, которые клетка производит для выполнения функций, необходимых для выживания и роста. У эукариот были идентифицированы два консервативных пути восприятия аминокислот: (i) механистическая мишень сигнального пути комплекса 1 рапамицина (mTOR) (mTORC1); и (ii) путь общего аминокислотного контроля (GAAC), который был впервые описан у дрожжей и иногда упоминается у млекопитающих как путь аминокислотного ответа (AAR) [2,3,4]. Оба пути регулируют синтез новых белков в ответ на содержание свободных аминокислот в клетках, при этом путь mTORC1, как известно, интегрирует входные данные от факторов роста, энергетического статуса и доступности питательных веществ для регулирования роста клеток [2,3,4,5].

Активация mTORC1 осуществляется путем рекрутирования комплекса на лизосомальные мембраны, где он, как предполагается, либо воспринимает содержание свободных аминокислот в лизосоме, либо взаимодействует с другими цитоплазматическими генами метаболизма аминокислот [2,3,4]. После активации киназа TOR в mTORC1 фосфорилирует другую киназу, киназу рибосомального белка S6 бета-1 (p70-S6K), которая, в свою очередь, фосфорилирует рибосомальный белок S6, тем самым «включая» синтез белка [3, 4, 6]. Центральной киназой пути GAAC является недерепрессируемый ген общего контроля (GCN) 2 (GCN2), который активируется в ответ на несколько клеточных стрессоров, включая низкие внутриклеточные уровни аминокислот [7,8,9,10,11]. GCN2 воспринимает эти уровни с помощью другого белка, недерепрессируемого 1 общего контроля (GCN1), который образует комплекс с несколькими белками, включая GCN2, недерепрессируемый 20 общего контроля (GCN20) и рибосомы, что позволяет GCN2 чувствовать незаряженные транспортные РНК (тРНК). в рибосомном A-сайте [12,13,14,15] и фосфорилировать субъединицу альфа эукариотического фактора инициации трансляции 2 (eIF2α) в ответ [12,13,14,15,16,17,18]. Фосфорилирование eIF2α вызывает снижение общей трансляции и усиливает трансляцию подмножества генов, включая GCN4 (у млекопитающих активирующий фактор транскрипции 4 [активирующий фактор транскрипции 4]), которые реагируют на условия аминокислотного голодания [19,20,21,22 ]. В настоящее время предпринимаются попытки понять, насколько сильно перекрестные помехи возникают между сигнальными путями mTORC1 и GCN2 [23,24,25,26].