在过去二十年中,发现一个基因的特征变异机制,由于全基因组测序和混合效应模型方法在定量遗传学中的进步,基因和机制的发现的速度增加了。研究已经确定了影响在牲畜,农作物,模型物种和人类中测得的各种特征的基因座的数量和影响,但是在任何物种中仅验证了少数基因和分子机制。之所以存在这种限制,是因为尽管有许多候选基因的证据有令人信服的证据,但在许多物种中,实验验证基因在定量性状中的作用很难(或不可能)。这些数据可以帮助阐明特征如何随时间变化以及这些变化基础的进化原理的模型。因此,对进化感兴趣的研究人员需要识别引起人群表型差异的基因和机制。但是,大多数物种具有高水平的遗传多样性,可以使许多小作用基因座的映射和特定基因的验证很难,即使不是不可能的话[1]。此外,文献中充满了许多定量性状基因座(QTL)(参见词汇表)的示例,这些示例已被鉴定,但没有使用精确的基因组操纵来验证,并没有使用精确的基因组操纵来验证,从而推断出对特质变异猜测的分子机制的推断。几种物种可以减轻这些局限性,并能够发现基因和机制,从而有助于理解种群跨种群特征变化的原因。
在脊椎动物中,甲状腺纤维蛋白是一种高度保守的糖蛋白激素,除了甲状腺刺激激素(TSH)外,它是TSH受体的有效配体。甲状腺激素被认为是其亚基GPA2和GPB5的最祖先糖蛋白激素和直系同源物,在脊椎动物和无脊椎动物中广泛保守。与TSH不同,甲状腺纤维蛋白神经内分泌系统的功能在很大程度上尚未探索。在这里,我们在秀丽隐杆线虫中确定了功能性甲状腺抑制蛋白样信号传导系统。我们表明,GPA2和GPB5的直系同源物以及甲状腺激素释放激素(TRH)相关的神经肽构成了促进秀丽隐杆线虫生长的神经内分泌途径。GPA2/GPB5信号是正常体型所必需的,并通过激活糖蛋白激素受体直立型FSHR-1来起作用。秀丽隐杆线虫GPA2和GPB5在体外增加了FSHR-1的cAMP信号传导。两个亚基均在肠神经元中表达,并通过向其神经胶质细胞和肠受体发出信号来促进生长。受损的GPA2/GPB5信号传导导致肠腔腹胀。此外,缺乏甲基抑制蛋白的信号传导的突变体显示出增加的排便周期。我们的研究表明,甲状腺激素GPA2/GPB5途径是一种古老的肠神经内分泌系统,可调节Ecdysozoans的肠道功能,并且可能在祖先中参与了对生物生长的控制。
摘要:雷帕霉素 (mTOR) 激酶的机制靶点是促进健康和延长寿命的首要药物靶点之一。除雷帕霉素外,只有少数其他 mTOR 抑制剂被开发出来并被证明能够减缓衰老。我们使用机器学习来预测针对 mTOR 的新型小分子。我们选择了一种小分子 TKA001,基于对高靶向概率、低毒性、良好的物理化学性质和更好的 ADMET 特征的计算机预测。我们通过分子对接和分子动力学对 TKA001 结合进行了计算机建模。TKA001 在体外可有效抑制 TOR 复合物 1 和 2 信号传导。此外,TKA001 在体外可抑制人类癌细胞增殖并延长秀丽隐杆线虫的寿命,这表明 TKA001 能够在体内减缓衰老。
秀丽隐杆线虫是一种用于研究发育和衰老遗传学的多功能模型生物,通过给线虫喂养表达特定 dsRNA 的细菌可以抑制其基因表达。之前已证实通过常规转基因技术过表达缺氧诱导因子 1 ( hif-1 ) 或热休克因子 1 ( hsf-1 ) 可延长线虫寿命。然而,目前尚不清楚其他基因过表达方法是否可行,尤其是随着基于 CRISPR 的技术的出现。本文中,我们表明,给经过基因改造以稳定表达 Cas9 衍生的合成转录因子的秀丽隐杆线虫喂养表达启动子特异性单向导 RNA (sgRNA) 的细菌也可以激活基因表达。我们证明,通过摄取针对 hif-1 或 hsf-1 各自启动子区域的 sgRNA 激活 CRISPR 可增加基因表达并延长秀丽隐杆线虫的寿命。此外,作为旨在使用 CRISPR 激活秀丽隐杆线虫的未来研究的计算机资源,我们提供了预测的启动子特异性 sgRNA 靶序列,用于超过 13,000 个秀丽隐杆线虫基因,并具有实验定义的转录起始位点。我们预计本文描述的方法和组件将有助于促进全基因组基因过表达研究,例如,通过将表达 sgRNA 的细菌喂给线虫来诱导转录,以识别衰老或其他感兴趣的表型的调节因子。
摘要 转录适应是最近描述的一种现象,其中一个基因的突变会导致相关基因(称为适应基因)的转录调节。在分子水平上,有人提出,突变的 mRNA(而不是蛋白质功能的丧失)激活了这种反应。虽然已经在斑马鱼胚胎和小鼠细胞系中报道了几例转录适应的例子,但尚不清楚这种现象是否在后生动物中都观察到。我们在此报告了秀丽隐杆线虫的转录适应,并发现该过程需要与突变 mRNA 衰变有关的因子,就像在斑马鱼和小鼠中一样。我们进一步发现了对 Argonaute 蛋白和 Dicer 的需求,这些因子与小 RNA 成熟和转运到细胞核中有关。总之,这些结果为秀丽隐杆线虫的转录适应提供了证据,这是一种进一步研究潜在分子机制的有力模型。
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在触摸受体,胶质细胞和辅助细胞中起关键作用。然而,这种调节的基础机制知之甚少。我们首次表明,在秀丽隐杆线虫鼻触摸受体的神经胶质中需要氯化物通道CLH-1,以进行触摸反应和调节兴奋性。使用体内Ca 2+和Cl-成像,行为测定以及遗传和药理操作的组合,我们表明CLH-1介导了胶质GABA抑制灰分感官神经元功能以及用于调节灰神经元cAMP水平的CL-通量。最后,我们表明大鼠CLC-2通道挽救了CLH-1的鼻子触摸不敏感的表型,强调了整个物种功能的保护。我们的工作将神经胶质Cl-通道视为触摸灵敏度的新型调节剂。我们提出,Glial CLH-1调节Ca 2+与Ash神经元中CAMP信号之间的相互作用,以控制蠕虫的鼻子触摸受体的灵敏度。
朱利安·兰伯特(Julien Lambert),卡拉·莱特 - 费尔南德斯(Carla Lloret-Fernández),露西·拉普兰(Lucie Laplane),理查德·普尔(Richard Poole),索菲·贾里亚特(Sophie Jarriault)。关于秀丽隐杆线虫中单细胞模型的天然可塑性的起源和概念框架的起源和概念框架。线虫发展与疾病模型,144,Elsevier,第111-159、2021页,当前发育生物学的主题,978-0-0-12-816177-7。10.1016/bs.ctdb.2021.03.004。hal-03450893
线虫秀丽隐杆线虫在其环境中以细菌为食,并已成为微生物组研究的模型生物。然而,尽管在其自然栖息地中存在许多真菌物种,但秀丽隐杆线虫是否以及如何与同时发生的真菌相互作用仍然很大。在这里,我们将酵母Barnettozyma californica与秀丽隐杆线虫的中cosm隔离,并表征其基因组和与线虫的相互作用。我们发现B. californica被秀丽隐杆线虫摄入,可以用作食物来源的唯一,尽管很差。然而,当与大肠杆菌OP50一起使用时,真菌会导致人口增长和觅食行为改变,这表明这种真菌 - 细菌混合物比单独的细菌提供了更好的食物来源。这种效果在不同的天然秀丽隐杆线虫菌株之间有所不同,这表明线虫与加利福尼亚州的相互作用是基因组基础。分离的加州菌菌株的完全组装和注释的基因组并未表明其与秀丽隐杆线虫和/或大肠杆菌OP50相互作用的任何明显的候选基因。总的来说,我们的结果提供了一个有趣的例子,说明了自然相互作用的真菌,细菌和动物之间的复杂性和多层关系。
秀丽隐杆线虫转录因子 NHR-49 因其在调节代谢过程、应激反应、先天免疫和衰老方面的作用而受到广泛研究。一种以前称为 bah-3 的基因的分子鉴定表明,bah-3 ( dc9 ) 是 nhr-49 的赭色无义等位基因,该基因影响蠕虫对耶尔森氏菌细菌生物膜有害表面附着的敏感性。nhr-49 的其他严重突变也有 Bah 表型,但影响该基因 5' 同工型的缺失并不影响生物膜附着,3' 获得功能错义突变也不影响。其他 bah 基因(bah-1、bah-2、bah-4)编码 GT92 糖基化因子,预计会影响表面涂层。 NHR-49 可能充当一个或多个表面糖基化基因的正转录因子,与其在调节代谢过程中的其他作用相反。