Daf-2

Daf-2
이상다우어형성단백질2
식별자
유기체케노하브디시스엘레건스
기호.daf-2
엔트레즈175410
RefSeq(mRNA)NM_065249.5
RefSeq(프로트)NP_497650.4
유니프로트Q968Y9
기타 데이터
염색체III: 2.99~3.03 Mb

DAF-2 유전자는 애벌레의 IGF-1 수용체를 암호화한다.DAF-2는 [1]노화 속도를 조절하는 것으로 발견된 첫 번째 대사 경로의 일부이다.DAF-2는 또한 생식 발달, 산화 스트레스에 대한 저항성, 내열성, 저산소증에 대한 저항성, 세균 [2]병원균에 대한 저항성을 조절하는 것으로 알려져 있다.DAF-2의 돌연변이는 [3][4]신시아 케니언에 의해 벌레의 수명을 두 배로 증가시키는 것으로 나타났다.WNYC의 Radiolab의 2007년 에피소드에서 케니언은 DAF-2를 "저승사자 유전자"[5]라고 불렀다.

장수 돌연변이

장수명 DAF-2 C. 엘레강스 돌연변이는 산화제 파라콰트와 자외선에 [6]내성이 있다.DAF-2 돌연변이는 또한 야생형 C. [6]엘레건보다 DNA 복구 능력이 더 높다.뉴클레오티드 절제 수복 유전자 Xpa-1의 녹다운은 UV에 대한 감수성을 높이고 장수 돌연변이의 수명을 단축한다.이러한 발견들은 DNA 손상이 노화 [6]과정에서 중요한 역할을 한다는 가설을 뒷받침한다.

IGF-1 신호 경로

인슐린/IGF-1과 같은 신호는 단세포 생물에서 [7]포유류에 이르기까지 동물 식물 전반에 걸쳐 진화적으로 잘 보존되어 있습니다.DAF-2는 C. elegans에서 인슐린 수용체 패밀리의 유일한 멤버이지만 형태와 기능 면에서 인간의 다중 경로와 일치합니다.DAF-2의 배열에서 예측되는 단백질은 신진대사를 조절하는 인간 인슐린 수용체와 35%, 성장을 조절하는 IGF-1 수용체와 34%, 인간 인슐린 수용체 [8][9]관련 수용체와 33% 동일하다.C. elegans에서 인슐린/IGF-1/FOXO 경로는 IGF-1 수용체가 FOXO 전사인자 DAF-16을 비활성화하는 인산화 캐스케이드를 시작하게 하는 IGF-1 수준의 변화에 의해 개시된다.인산화되지 않았을 때 DAF-16은 활성화되어 핵에 존재한다.DAF-16은 열충격 단백질과 항산화 [10]물질과 같은 생산물을 보호하는 약 100개의 유전자의 전사를 상향 조절하는 역할을 한다.유전자 분석에 따르면 DAF-16의 [11]존재는 DAF-2 녹다운에서 관찰된 연장 수명을 생성하기 위해 필요하다.DAF-16을 소음시킴으로써 DAF-2 수용체의 활성화는 궁극적으로 유해 환경 조건을 [7]완화하는 세포의 능력을 손상시킬 수 있다.대부분의 진핵생물에서 인슐린은 DAF-2 신호를 활성화한다.단, 인간 인슐린과 C.엘레건의 직교 유전자에 의해 코드된 인슐린은 모두 C.엘레건의 [12]DAF-2 수용체를 억제한다.

C. elegans 발달 단계에서의 역할

애벌레 단계를 거쳐 최종 생식 성체로 진행되는 꽃잎형성선충은 대신 [10]성충이 되기 전에 식량 부족이나 과밀 현상이 일어나면 신진대사가 덜 활발한 다우어 휴면 단계로 진입할 수 있습니다.DAF-2를 비활성화하면 다우어 단계에서 발육이 정지되어 수명이 연장되고 노화가 지연되며 [12]생식 성숙이 방지됩니다.

IGF-1 경로와의 다이어트 상호작용

식단과 인슐린/IGF-1 경로 사이의 상호작용에 대한 연구는 당 섭취가 DAF-16의 활성과 수명과 음의 상관관계가 있음을 보여주었다.한 연구는 포도당 섭취가 다우어 형성 속도를 감소시키고 DAF-2 녹다운의 수명을 일반 C. 엘레건과 비슷하게 단축시켰으며, 이는 장수와 관련된 DAF-16 매개 유전자 발현이 포도당 섭취에 의해 억제된다는 것을 시사한다.야생형 C. 엘레건스는 2%의 포도당을 포함한 식단을 섭취한 결과 Daf-16 활성이 감소했으며 무포도당 배지에서 섭취한 벌레에 비해 수명이 20% 단축됐다.이러한 발견들은 저당분 식단이 고등 [13]유기체의 수명에 유익한 영향을 미칠 가능성을 제기한다.

레퍼런스

  1. ^ Kenyon C (January 2011). "The first long-lived mutants: discovery of the insulin/IGF-1 pathway for ageing". Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 366 (1561): 9–16. doi:10.1098/rstb.2010.0276. PMC 3001308. PMID 21115525.
  2. ^ Gami MS, Wolkow CA (February 2006). "Studies of Caenorhabditis elegans DAF-2/insulin signaling reveal targets for pharmacological manipulation of lifespan". Aging Cell. 5 (1): 31–7. doi:10.1111/j.1474-9726.2006.00188.x. PMC 1413578. PMID 16441841.
  3. ^ Dorman, Jennie B.; Albinder, Bella; Shroyer, Terry; Kenyon, Cynthia (1995). "The age-1 and daf-2 genes function in a common pathway to control the lifespan of Caenorhabditis elegans". Genetics. 141 (4): 1399–1406.
  4. ^ Apfeld J, Kenyon C (October 1998). "Cell nonautonomy of C. elegans daf-2 function in the regulation of diapause and life span". Cell. 95 (2): 199–210. doi:10.1016/s0092-8674(00)81751-1. PMID 9790527.
  5. ^ Krulwich, R. (퍼포먼스) (2007, 6월 14일)사망률.라디오랩[오디오 팟캐스트]http://www.radiolab.org/2007/jun/14/ 에서 취득했습니다.
  6. ^ a b c Hyun M, Lee J, Lee K, May A, Bohr VA, Ahn B (March 2008). "Longevity and resistance to stress correlate with DNA repair capacity in Caenorhabditis elegans". Nucleic Acids Research. 36 (4): 1380–9. doi:10.1093/nar/gkm1161. PMC 2275101. PMID 18203746.
  7. ^ a b Murphy CT, McCarroll SA, Bargmann CI, Fraser A, Kamath RS, Ahringer J, et al. (July 2003). "Genes that act downstream of DAF-16 to influence the lifespan of Caenorhabditis elegans". Nature. 424 (6946): 277–83. Bibcode:2003Natur.424..277M. doi:10.1038/nature01789. PMID 12845331.
  8. ^ Kimura KD, Tissenbaum HA, Liu Y, Ruvkun G (August 1997). "daf-2, an insulin receptor-like gene that regulates longevity and diapause in Caenorhabditis elegans". Science. 277 (5328): 942–6. doi:10.1126/science.277.5328.942. PMID 9252323.
  9. ^ Kenyon C (February 2005). "The plasticity of aging: insights from long-lived mutants". Cell. 120 (4): 449–60. doi:10.1016/j.cell.2005.02.002. PMID 15734678.
  10. ^ a b Hu, 2007 Hu, P.J. (2007)Dauer. WormBook, The. elegans Research Community, ed. 10.1196/wormbook.1.1, http://www.wormbook.org.
  11. ^ Kenyon C (January 2011). "The first long-lived mutants: discovery of the insulin/IGF-1 pathway for ageing". Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 366 (1561): 9–16. doi:10.1098/rstb.2010.0276. PMC 3001308. PMID 21115525.
  12. ^ a b Pierce SB, Costa M, Wisotzkey R, Devadhar S, Homburger SA, Buchman AR, et al. (March 2001). "Regulation of DAF-2 receptor signaling by human insulin and ins-1, a member of the unusually large and diverse C. elegans insulin gene family". Genes & Development. 15 (6): 672–86. doi:10.1101/gad.867301. PMC 312654. PMID 11274053.
  13. ^ Lee SJ, Murphy CT, Kenyon C (November 2009). "Glucose shortens the life span of C. elegans by downregulating DAF-16/FOXO activity and aquaporin gene expression". Cell Metabolism. 10 (5): 379–91. doi:10.1016/j.cmet.2009.10.003. PMC 2887095. PMID 19883616.