アルク受容体チロシンキナーゼがドロソフィラ中枢神経系における新規活性調節タンパク質Sparklyの発現を制御する

Core Concepts

アルク受容体チロシンキナーゼは、ドロソフィラ中枢神経系の新規ペプチド前駆体遺伝子Sparklyの発現を調節する。

Abstract

本研究では、ドロソフィラ幼虫中枢神経系におけるアルク受容体チロシンキナーゼの標的遺伝子を同定するため、Targeted DamID (TaDa)法を用いた転写プロファイリングを行った。その結果、アルク依存的に発現が変動する遺伝子の中に、これまで未特徴化だったペプチド前駆体遺伝子CG4577 (Sparkly)が同定された。Sparklyは、アルク陽性の神経内分泌細胞集団に発現しており、アルクシグナルの活性化に伴ってSparklyタンパク質の発現量が増加することが示された。さらに、Sparkly欠失変異体では、成体の寿命短縮、活動性の亢進、概日リズムの乱れなどの表現型が観察された。これらの結果から、アルクシグナルによるSparklyの発現制御が、ドロソフィラの活動性や概日リズムの制御に重要な役割を果たすことが明らかになった。

Stats

アルク優性阻害変異体(AlkDN)では、Sparkly遺伝子の転写活性が低下している。
アルク活性化変異体(AlkY1355S)では、Sparkly mRNAの発現が増加している。一方、アルク欠失変異体(AlkΔRA)では、Sparkly mRNAの発現が減少している。
Sparkly欠失変異体(SparΔExon1)では、成体の寿命が短縮し、活動性の亢進と概日リズムの乱れが観察される。

Quotes

"Spar protein is expressed in circadian (Clock) neurons, and flies lacking Spar exhibit defects in sleep and circadian activity control."
"Taken together, these findings suggest a potential function of the Alk-regulated TaDa-identified target Spar in the maintenance of circadian activity in Drosophila."

Key Insights Distilled From

The Alk receptor tyrosine kinase regulates Sparkly, a novel activity regulating neuropeptide precursor in the Drosophila CNS

by Sukumar,S. K... at www.biorxiv.org 06-05-2023

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.06.02.543395v3

Deeper Inquiries

Sparklyは他の神経ペプチド前駆体遺伝子の発現にも影響を及ぼすか?

研究によると、Sparkly（Spar）はDrosophilaの神経内分泌細胞で発現し、他の神経ペプチド前駆体遺伝子と共発現していることが示されています。具体的には、Pigment-dispersing factor（PDF）、Dh44、Insulin-like peptide 2（Ilp2）、AstA、およびLeukokinin（Lk）などの既知のDrosophila神経ペプチドの一部のポピュレーションでSparの発現が観察されています。これらの結果から、Sparklyは他の神経ペプチド前駆体遺伝子の発現に影響を与える可能性があります。

Sparklyの欠失がなぜ寿命短縮を引き起こすのか?

Sparklyの欠失が寿命短縮を引き起こす理由は、その発現がアルクシグナル経路によって制御され、神経内分泌細胞の機能や活動制御に重要な役割を果たすためです。Sparklyは神経内分泌細胞で発現し、アルクシグナル経路に応答しており、アルクシグナル経路の活性化によってSparklyの発現が増加します。したがって、Sparklyの欠失は神経内分泌細胞の機能や活動制御に影響を与え、結果として寿命短縮を引き起こす可能性があります。

Sparklyはアルク以外のシグナル経路によっても発現が制御されているか?

現時点では、Sparklyの発現がアルク以外のシグナル経路によって制御されているかどうかについては明確な情報は提供されていません。研究では、Sparklyの発現がアルクシグナル経路に応答していることが示されていますが、他のシグナル経路による制御については特定されていません。今後の研究によって、Sparklyの発現が他のシグナル経路によっても制御されている可能性があることが明らかになるかもしれません。