The insulin/insulin-like growth factor signaling (IIS) pathway is one of the key elements in an organism's response to unfavourable conditions. The deep homology of this pathway and its evolutionary conservative role in controlling the carbohydrate and lipid metabolism make it possible to use Drosophila melanogaster for studying its functioning. To identify the properties of interaction of two key IIS pathway components under heat stress in D. melanogaster (the forkhead box O transcription factor (dfoxo) and insulin-like peptide 6 (dilp6), which intermediates the dfoxo signal sent from the fat body to the insulin-producing cells of the brain where DILPs1-5 are synthesized), we analysed the expression of the genes dilp6, dfoxo and insulin-like receptor gene (dInR) in females of strains carrying the hypomorphic mutation dilp6 41and hypofunctional mutation foxo BG01018. We found that neither mutation inf luenced dfoxo expression and its uprise under short-term heat stress, but both of them disrupted the stress response of the dilp6 and dInR genes. To reveal the role of identif ied disruptions in metabolism control and feeding behaviour, we analysed the effect of the dilp6 41 and foxo BG01018 mutations on total lipids content and capillary feeding intensity in imago under normal conditions and under short-term heat stress. Both mutations caused an increase in these parameters under normal conditions and prevented decrease in total lipids content following heat stress observed in the control strain. In mutants, feeding intensity was increased under normal conditions; and decreased following short-term heat stress in all studied strains for the f irst 24 h of observation, and in dilp6 41 strain, for 48 h. Thus, we may conclude that dfoxo takes part in regulating the IIS pathway response to heat stress as well as the changes in lipids content caused by heat stress, and this regulation is mediated by dilp6. At the same time, the feeding behaviour of imago might be controlled by dfoxo and dilp6 under normal conditions, but not under heat stress.
Одним из основных элементов ответа организма на неблагоприятные условия является сиг- нальный каскад инсулина/инсулиноподобных факторов роста (И/ИФР). Благодаря глубокой гомологии этого каскада и эволюционной консервативности его роли в регуляции углеводно-жирового метаболизма, воз- можно использование модельного объекта Drosophila melanogaster для изучения механизмов его функционирования. Для определения особенностей взаимодействия двух ключевых компонентов каскада И/ИФР у D. melanogaster – транскрипционного фактора dfoxo и инсулиноподобного пептида dilp6, «посредника» в передаче сигнала от dfoxo в жировом теле к инсулин-продуцирующим клеткам мозга (месту синтеза DILPs1–5), в условиях теплового стресса мы провели анализ экспрессии генов dilp6, dfoxo и гена добного рецептора (dInR) у самок линий, несущих гипоморфную мутацию dilp6 41и гипофункциональную му- тацию foxo BG01018. Обнаружено, что обе мутации не оказывали влияния на экспрессию dfoxo и ее повышение при кратковременном тепловом стрессе, однако нарушали ответ на стресс генов dilp6 и dInR. Для выявления роли обнаруженных нарушений в контроле метаболизма и метаболического поведения мы проанализиро- вали влияние мутаций dilp6 41и foxo BG01018 на содержание общих липидов и интенсивность капиллярного пи- тания имаго в нормальных условиях и при кратковременном тепловом стрессе. Обе мутации приводили к усилению данных признаков в нормальных условиях и препятствовали снижению содержания общих липи- дов после стресса, наблюдаемому у контрольной линии. Интенсивность питания была повышена у мутантов в нормальных условиях и снижалась после кратковременного теплового стресса у всех изученных линий в течение первых суток наблюдения, а у линии dilp6 41– в течение двух суток. Таким образом, можно заключить, что dfoxo принимает участие в регуляции как ответа сигнального каскада И/ИФР на тепловой стресс, так и вызываемых тепловым стрессом изменений в содержании липидов, причем эта регуляция опосредуется dilp6. В то же время метаболическое поведение имаго, по-видимому, регулируется dfoxo и dilp6 в нор- мальных условиях, но не при тепловом стрессе.
Keywords: Drosophila melanogaster; dInR; dfoxo; dilp6; feeding behaviour; gene-expression; insulin/insulin-like growth factors signaling pathway; total lipids.
Copyright © AUTHORS.