Daf-2

identyfikatory
nieprawidłowych białek tworzących dauera 2
Organizm	Caenorhabditis elegans
Symbol	daf-2
Entrez	175410
RefSeq (mRNA)	NM_065249.5
RefSeq (Prot)	NP_497650.4
UniProt	Q968Y9
Inne dane
Chromosom	III: 2,99 - 3,03 MB
Szukaj Struktury Model szwajcarski Domeny InterPro

Gen DAF-2 koduje receptor insulinopodobnego czynnika wzrostu 1 (IGF - 1) u robaka Caenorhabditis elegans . DAF-2 jest częścią pierwszego szlaku metabolicznego regulującego tempo starzenia. Wiadomo również, że DAF-2 reguluje rozwój reprodukcyjny, odporność na stres oksydacyjny , termotolerancję, odporność na niedotlenienie i odporność na patogeny bakteryjne . Cynthia Kenyon wykazała, że ​​mutacje w DAF-2 podwajają żywotność robaków. W 2007 odcinku Radiolab WNYC Kenyon nazwał DAF-2 „genem ponurego żniwiarza”.

Długowieczne mutanty

Długowieczne mutanty DAF-2 C. elegans są odporne na utleniacz parakwat i promieniowanie UV . Mutanty DAF-2 mają również większą zdolność naprawy DNA niż C. elegans typu dzikiego . Powalenie genu naprawy wycinania nukleotydów Xpa-1 zwiększa wrażliwość na promieniowanie UV i skraca żywotność długowiecznych mutantów. Odkrycia te potwierdzają hipotezę, że uszkodzenia DNA odgrywają znaczącą rolę w procesie starzenia .

Szlak sygnałowy IGF-1

Sygnalizacja podobna do insuliny / IGF-1 jest dobrze zachowana ewolucyjnie we wszystkich rodzajach zwierząt, od organizmów jednokomórkowych po ssaki . DAF-2 jest jedynym przedstawicielem rodziny receptorów insuliny u C. elegans , ale pod względem formy i funkcji odpowiada wielu szlakom u ludzi. Białko przewidywane na podstawie sekwencji DAF-2 jest w 35% identyczne z ludzkim receptorem insuliny, który reguluje metabolizm; 34% identyczny z receptorem IGF-1, który reguluje wzrost; i 33% identyczny z związanym z ludzkim receptorem insuliny . U C. elegans szlak insulina/IGF-1/ FOXO jest inicjowany przez zmiany poziomów IGF-1, które powodują, że receptory IGF-1 rozpoczynają kaskadę fosforylacji , która dezaktywuje czynnik transkrypcyjny FOXO , DAF-16. Gdy nie jest fosforylowany, DAF-16 jest aktywny i obecny w jądrze . DAF-16 odpowiada za regulację w górę transkrypcji około 100 genów, które kodują produkty chroniące komórki, takie jak białka szoku cieplnego i przeciwutleniacze . Analiza genetyczna ujawnia, że ​​obecność funkcjonującego DAF-16 jest wymagana do wytworzenia przedłużonej żywotności obserwowanej w przypadku powalenia DAF-2 . Poprzez wyciszenie DAF-16 aktywacja receptorów DAF-2 może ostatecznie zagrozić zdolności komórki do łagodzenia szkodliwych warunków środowiskowych. U większości eukariontów insulina aktywuje sygnalizację DAF-2. Jednak zarówno insulina ludzka, jak i insulina kodowana przez geny ortologiczne u C. elegans hamują receptory DAF-2 u C. elegans .

Rola w stadiach rozwojowych C. elegans

Caenorhabditis elegans , który przechodzi przez szereg stadiów larwalnych do ostatecznej reprodukcyjnej postaci dorosłej, może zamiast tego wejść w mniej aktywną metabolicznie fazę diapauzy dauer , jeśli niedobór pożywienia lub przeludnienie wystąpią przed osiągnięciem dorosłości. Wyłączenie DAF-2 zatrzymuje rozwój w fazie dauer, co zwiększa długowieczność, opóźnia starzenie i zapobiega dojrzałości reprodukcyjnej.

Interakcja diety ze szlakiem IGF-1

Badania interakcji między dietą a szlakiem insulina/IGF-1 wykazały, że spożycie cukru jest ujemnie skorelowane z aktywnością DAF-16 i długowiecznością. Jedno z badań wykazało, że spożycie glukozy zmniejszyło tempo tworzenia się dauer i skróciło długość życia powalonych DAF-2, aby przypominały normalne C. elegans , co sugeruje, że ekspresja genów związana z długowiecznością, w której pośredniczy DAF-16, jest tłumiona przez spożycie glukozy . C. elegans typu dzikiego karmione dietą zawierającą 2% glukozy wykazywały zmniejszoną aktywność Daf-16, a długość życia była krótsza o 20% w porównaniu z robakami karmionymi pożywkami bezglukozowymi. Odkrycia te wskazują na możliwość, że dieta o niskiej zawartości cukru może mieć korzystny wpływ na długość życia organizmów wyższych.