Ген shaggy, кодирующий протеинкиназу GSK3, контролирует зависимое от пола влияние отдельных кластеров дофаминергических нейронов d. Melanogaster на продолжительность жизни

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Дофаминергические нейроны контролируют поведение, память и подвижность, а причинно-следственная связь нарушения их работы с нейродегенеративными заболеваниями и старением привлекает внимание к исследованию участия дофаминергических нейронов в регуляции продолжительности жизни. Важную роль в работе дофаминергических нейронов играет высококонсервативная серин-треониновая протеинкиназа GSK3 (Glycogen Syntase Kinase 3) – один из важнейших мультифункциональных ферментов клеток высших организмов, которую у Drosophila melanogaster кодирует ген shaggy. В этой статье впервые приведены доказательства того, что изменение уровня экспрессии shaggy всего лишь в нескольких кластерах дофаминергических нейронов может повлиять на продолжительность жизни. Это влияние может быть как отрицательным, так и положительным и зависит от пола. Полученные данные могут послужить основой для дальнейшего поиска сфокусированных на конкретных клетках-мишенях факторов, регулирующих темпы старения, а также для разработки высокоспецифичных подходов к терапии нейродегенеративных заболеваний.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. В. Рощина

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”; Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук

Email: egpas@rambler.ru
Россия, Москва, 123182; Москва, 119991

Е. Р. Веселкина

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: veselkinaer123@gmail.com
Россия, Москва, 123182

М. В. Тростников

Институт биологии гена Российской академии наук

Email: egpas@rambler.ru
Россия, Москва, 119334

Е. Г. Пасюкова

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Автор, ответственный за переписку.
Email: egpas@rambler.ru
Россия, Москва, 123182

Список литературы

  1. Chinta S.J., Andersen J.K. Dopaminergic neurons // Int. J. Biochem. Cell Biol. 2005. V. 37. № 5. P. 942–946. doi: 10.1016/j.biocel.2004.09.009
  2. Zhou Z.D., Yi L.X., Wang D.Q. et al. Role of dopamine in the pathophysiology of Parkinson’s disease // Transl. Neurodegener. 2023. V. 12. № 1. P. 44. doi: 10.1186/s40035023-00378-6
  3. Coleman C.R., Pallos J., Arreola-Bustos A. et al. Natural variation in age-related dopamine neuron degeneration is glutathione-dependent and linked to life span // bioRxiv. 2024. doi: 10.1101/2024.02.12.580013
  4. Trostnikov M.V., Veselkina E.R., Krementsova A.V. et al. Modulated expression of the protein kinase GSK3 in motor and dopaminergic neurons increases female lifespan in Drosophila melanogaster // Front. Genet. 2020. V. 11. doi: 10.3389/fgene.2020.00668
  5. Tian X. Enhancing mask activity in dopaminergic neurons extends lifespan in flies // Aging Cell. 2021. V. 20. № 11. doi: 10.1111/acel.13493
  6. Beurel E., Grieco S.F., Jope R.S. Glycogen synthase kinase-3 (GSK3): Regulation, actions, and diseases // Pharmacol. Ther. 2015. V. 148. P. 114–131. doi: 10.1016/j.pharmthera.2014.11.016
  7. Patel P., Woodgett J.R. Glycogen synthase kinase 3: A kinase for all pathways? // Curr. Top. Dev. Biol. 2017. V. 123. P. 277–302. doi: 10.1016/bs.ctdb.2016.11.011
  8. Golpich M., Amini E., Hemmati F. et al. Glycogen synthase kinase-3 beta (GSK-3β) signaling: Implications for Parkinson’s disease // Pharmacol. Res. 2015. V. 97. P. 16–26. doi: 10.1016/j.phrs.2015.03.010
  9. Duda P., Wiśniewski J., Wójtowicz T. et al. Targeting GSK3 signaling as a potential therapy of neurodegenerative diseases and aging // Expert. Opin. Ther. Targets. 2018. V. 22. № 10. P. 833–848. doi: 10.1080/14728222.2018.1526925
  10. Ilouz R., Kowalsman N., Eisenstein M. et al. Identification of novel glycogen synthase kinase-3beta substrate-interacting residues suggests a common mechanism for substrate recognition // J. Biol. Chem. 2006. V. 281. № 41. P. 30621–30630. doi: 10.1074/jbc.M604633200
  11. García-Yagüe Á.J., Lastres-Becker I., Stefanis L. et al. α-Synuclein induces the GSK-3-mediated phosphorylation and degradation of NURR1 and loss of dopaminergic hallmarks // Mol. Neurobiol. 2021. V. 58. № 12. P. 6697–6711. doi: 10.1007/s12035-021-02558-9
  12. Bourouis M. Targeted increase in shaggy activity levels blocks wingless signaling // Genesis. 2002. V. 34. № 1–2. P. 99–102. doi: 10.1002/gene.10114
  13. Xie T., Ho M.C.W., Liu Q. et al. A genetic toolkit for dissecting dopamine circuit function in Drosophila // Cell. Rep. 2018. V. 23. № 2. P. 652–665. doi: 10.1016/j.celrep.2018.03.068
  14. Brand A.H., Perrimon N. Targeted gene expression as a means of altering cell fates and generating dominant phenotypes // Development. 1993. V. 118. № 2. P. 401–415. doi: 10.1242/dev.118.2.401
  15. Luan H., Diao F., Scott R.L. et al. The Drosophila split Gal4 system for neural circuit mapping // Front. Neural. Circuits. 2020. V. 14. doi: 10.3389/fncir.2020.603397
  16. Liu Q., Liu S., Kodama L. et al. Two dopaminergic neurons signal to the dorsal fan-shaped body to promote wakefulness in Drosophila // Curr. Biol. 2012. V. 22. № 22. P. 2114–2123. doi: 10.1016/j.cub.2012.09.008
  17. Carey J.R. Longevity: The biology and demography of life span. Princeton, NT: Princeton Univ. Press, 2003. 304 p.
  18. Busto G.U., Cervantes-Sandoval I., Davis R.L. Olfactory learning in Drosophila // Physiology (Bethesda). 2010. V. 25. № 66. P. 338–346. doi: 10.1152/physiol.00026.2010
  19. Kuo S.-Y., Wu C.-L., Hsieh M.-Y. et al. PPL2ab neurons restore sexual responses in aged Drosophila males through dopamine // Nat. Commun. 2015. V. 6. № 1. P. 7490. doi: 10.1038/ncomms8490.
  20. Landayan D., Feldman D.S., Wolf F.W. Satiation state-dependent dopaminergic control of foraging in Drosophila // Sci. Rep. 2018. V. 8. № 1. P. 5777. doi: 10.1038/s41598-018-24217-1.
  21. Alekseyenko O.V., Chan Y.-B., Li R., Kravitz E.A. Single dopaminergic neurons that modulate aggression in Drosophila // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2013. V. 110. № 15. P. 6151–6156. doi: 10.1073/pnas.1303446110
  22. Aso Y., Herb A., Ogueta M. et al. Three dopamine pathways induce aversive odor memories with different stability // PLoS Genet. 2012. V. 8. № 7. doi: 10.1371/journal.pgen.1002768
  23. Liang X., Holy T.E., Taghert P.H. Polyphasic circadian neural circuits drive differential activities in multiple downstream rhythmic centers // Curr. Biol. 2023. V. 33. № 2. P. 351–363.e3. doi: 10.1016/j.cub.2022.12.025
  24. Rezával C., Nojima T., Neville M.C. et al. Sexually dimorphic octopaminergic neurons modulate female postmating behaviors in Drosophila // Curr. Biol. 2014. V. 24. № 7. P. 725–730. doi: 10.1016/j.cub.2013.12.051.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Таблица исследований

Скачать (962KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024