일반 제어 비억제성 1은 양이온성 아미노산 수송체 1과 상호작용하여 Aedes aegypti의 번식력에 영향을 줍니다.

May 04, 2023

기생충 및 벡터 15권, 기사 번호: 383(2022) 이 기사 인용

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아미노산 수송체 단백질 양이온성 아미노산 수송체 1(CAT1)은 모기 지방체의 영양 센서의 일부입니다. 양이온성 아미노산 운반체의 SLC7 계열에 속하며 혈액 식사 후 모기 혈림프의 아미노산 수준 증가와 지방 체내 유전자 발현의 후속 변화를 감지하는 데 가장 중요합니다.

우리는 Aedes aegypti 양이온성 아미노산 수송체(CAT)의 재주석을 수행하고 CAT1의 C 말단 꼬리를 선택하여 이 단백질의 추정 상호작용자를 식별하기 위해 효모 2-하이브리드 스크린을 수행했습니다. 우리가 확인한 흥미로운 상호 작용 단백질 중 하나는 일반 제어 nonderepressible 1(GCN1)이었습니다. 우리는 qRT-PCR 및 웨스턴 블롯을 사용하여 여러 성인 기관 및 구조에서 GCN1의 발현 패턴을 결정했습니다. 마지막으로, 우리는 이중 가닥 RNA를 사용하여 GCN1을 무너뜨렸고 하류 신호 전달 중간체의 변화와 난황 형성 및 번식력에 대한 녹다운의 영향을 확인했습니다.

Ae의 화면에서. aegypti CAT1 상호 작용 단백질 우리는 GCN1을 추정 상호 작용자로 식별했습니다. GCN1은 모기의 난소와 지방체에서 높게 발현됩니다. 우리는 진핵생물 번역 개시 인자 2 서브유닛 알파(eIF2α) 인산화가 난황 형성 동안 변화하고 전체 모기에서 GCN1의 RNA 간섭 녹다운이 대조군에 비해 처리된 모기의 알 클러치 크기를 감소시켰다는 증거를 제공합니다.

Aedes aegypti CAT1과 GCN1은 상호 작용 파트너일 가능성이 높으며 GCN1은 적절한 알 발달에 필요할 가능성이 높습니다. 우리의 데이터는 GCN1이 난황 형성과 관련된 다양한 모기 조직의 영양 센서 메커니즘의 일부임을 시사합니다.

영양분을 감지하고 영양분 수준의 변화를 추적하는 능력은 세포 기능과 생존은 물론 다세포 유기체의 항상성 유지에 가장 중요합니다. 진핵 세포는 특정 영양분 농도와 에너지 상태를 추적하기 위해 다양한 감지 및 신호 전달 경로를 사용합니다[1]. 아미노산은 생존과 성장에 필요한 기능을 수행하기 위해 세포가 생산하는 모든 단백질의 구성 요소입니다. 두 가지 보존된 아미노산 감지 경로가 진핵생물에서 확인되었습니다: (i) 라파마이신(mTOR) 복합체 1(mTORC1) 신호 전달 경로의 기계적 표적; 및 (ii) 효모에서 처음으로 기술되었으며 때로는 포유동물에서 아미노산 반응(AAR) 경로로 지칭되는 일반 아미노산 조절(GAAC) 경로[2,3,4]. 두 경로 모두 세포의 유리 아미노산 함량에 반응하여 새로운 단백질의 합성을 조절하며, mTORC1 경로는 성장 인자, 에너지 상태 및 영양소 가용성의 입력을 통합하여 세포 성장을 조절하는 것으로 알려져 있습니다[2,3,4,5].

mTORC1의 활성화는 리소좀 막에 복합체를 모집함으로써 이루어지며, 여기서 리소좀의 유리 아미노산 함량을 감지하거나 다른 세포질 아미노산 대사 유전자와 상호작용하는 것이 제안됩니다[2,3,4]. 일단 활성화되면 mTORC1의 TOR 키나제는 또 다른 키나제인 리보솜 단백질 S6 키나제 베타-1(p70-S6K)을 인산화하고, 이는 다시 리보솜 단백질 S6을 인산화하여 단백질 합성을 "활성화"합니다[3, 4, 6]. GAAC 경로의 중심 키나제는 낮은 세포내 아미노산 수준을 포함한 여러 세포 스트레스 요인에 반응하여 활성화되는 일반 제어 비억제성(GCN) 2(GCN2)입니다[7,8,9,10,11]. GCN2는 GCN2, 일반 제어 비억제성 20(GCN20) 및 리보솜을 비롯한 여러 단백질과 복합체를 형성하는 또 다른 단백질인 일반 제어 비억제성 1(GCN1)의 도움으로 이러한 수준을 감지하여 GCN2가 전하를 띠지 않은 전달 RNA(tRNA)를 감지할 수 있도록 합니다. 리보솜 A 부위에서 [12,13,14,15] 반응하여 진핵생물의 번역 개시 인자 2 하위 단위 알파(eIF2α)를 인산화시킵니다 [12,13,14,15,16,17,18]. eIF2α의 인산화는 일반적인 번역을 감소시키고 아미노산 결핍 조건에 반응하는 GCN4(포유류에서 전사 인자 4 활성화[전사 인자 4] 활성화)를 포함한 유전자 하위 집합의 번역을 향상시킵니다[19,20,21,22 ]. mTORC1과 GCN2 신호 전달 경로 사이에 얼마나 많은 혼선이 발생하는지 이해하려는 노력이 진행 중입니다[23,24,25,26].