Аналіз ролі триптофан-кінуренінового метаболізму у контролі тривалості життя Drosophila melanogaster

  • О. В. Горенская
  • В. В. Навроцкая
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v25.1135

Анотація

Мета. Аналіз тривалості життя у мутантних ліній дрозофіли з порушенням кінуренінового шляху метаболізму триптофану. Методи. Використані лінії дикого типу Canton-S і Oregon, лінії з мутаціями локусу white: white, whiteapricot, whitesatsuma, і лінія з мутацією vermilion. Визначали показник середньої тривалості життя імаго, аналізували криві виживання імаго. Результати. Показано, що середня тривалість життя самок дрозофіли з мутантними алелями гена white не відрізняється від лінії дикого типу, у самців ліній w(C-S) і wa(C-S) показник збільшився. Присутність у генотипі мутації vermilion також збільшує середню тривалість життя імаго обох статей, але у самців збільшення виражено сильніше. Висновки. Результати досліджень дозволяють припустити, що старіння асоційоване з регуляцією триптофан-кінуренінового метаболізму.

Ключові слова: Drosophila melanogaster, тривалість життя, триптофан-кінуреніновий шлях метаболізму.

Мета. Аналіз тривалості життя у мутантних ліній дрозофіли з порушенням кінуренінового шляху метаболізму триптофану. Методи. Використані лінії дикого типу Canton-S і Oregon, лінії з мутаціями локусу white: white, whiteapricot, whitesatsuma, і лінія з мутацією vermilion. Визначали показник середньої тривалості життя імаго, аналізували криві виживання імаго. Результати. Показано, що середня тривалість життя самок дрозофіли з мутантними алелями гена white не відрізняється від лінії дикого типу, у самців ліній w(C-S) і wa(C-S) показник збільшився. Присутність у генотипі мутації vermilion також збільшує середню тривалість життя імаго обох статей, але у самців збільшення виражено сильніше. Висновки. Результати досліджень дозволяють припустити, що старіння асоційоване з регуляцією триптофан-кінуренінового метаболізму.

Ключові слова: Drosophila melanogaster, тривалість життя, триптофан-кінуреніновий шлях метаболізму.

Посилання

Lуpez-Otin C., Blasco M.A., Partridge L. Serrano M., Kroemer G. The Hallmarks of Aging. Cell. 2013. Vol. 153 (6). P. 1194–1217. doi: 10.1016/j.cell.2013.05.039.

Greer E.L., Maures T.J., Ucar D., Hauswirth A.G., Mancini E., Lim J.P., Benayoun B.A., Shi Y., Brunet A. Transgenerational epigenetic inheritance of longevity in Caenorhabditis elegans. Nature. 2011. Vol. 479. P. 365–371. doi: 10.1038/nature10572.

Orentreich N., Matias J.R., DeFelice A., Zimmermann J.A. Low methionine ingestion by rats extends life span. J. Nutr. 1993. Vol. 123 (2). P. 269–274. doi: 10.1093/jn/123.2.269.

Zarse K., Schmeisser S., Groth M., Priebe S., Beuster G., Kuhlow D., Guthke R., Platzer M., Kahn C.R., Ristow M. Impaired insulin/IGF1 signaling extends life span by promoting mitochondrial L-proline catabolism to induce a transient ROS signal. Cell Metab. 2012. Vol. 15 (4). P. 451–465. doi: 10.1016/j.cmet.2012.02.013.

Van der Goot A.T., Wentao Zhu, Vбzquez-Manriqueet R.P., Seinstra R.I., Dettmer K., Michels H., Farina F., Krijnen J., Melki R., Buijsman R.C., Silva M.R., Thijssen K.L., Kema I.P., Neri Ch., Oefner P.J., Nollen E.A.A. Delaying aging and the aging as-sociated decline in protein homeostasis by inhibition of tryptophan degradation. Proc Natl Acad Sci USA. 2012. Vol. 109 (37). P. 14912–14917. doi: 10.1073/pnas.1203083109.

Savvateeva-Popova E.V., Popov A.V., Heinemann T., Riederer P. Drosophila mutants of the kynurenine pathway as a model for ageing studies. Adv. Exp. Med. Biol. 2003. Vol. 527. P. 713–722.

Oxenkrug G., Navrotskaya V., Vorobyova L., Summergrad P. Extension of life span of Drosophila melanogaster by the inhibitors of tryptophan – kynurenine metabolism. Fly (Austin). 2011. Vol. 5 (4). Р. 307–309. doi: 10.4161/fly.5.4.18414.

Navrotskaya V., Oxenkrug G., Vorobyova L.I., Summergrad P. Berberine attenuated aging-accelerating effect of high tempera-ture in drosophila model. Amer. J. Plant Sci. 2014. Vol. 5 (3). P. 275–278. doi: 10.4236/ajps.2014.53037.

Gorenskaya O.V., Kostenko V.V., Vorobyova L.I., Taglina O.V. The influence of allelic state of locus white on some parameters of fitness in Drosophila melanogaster. Bulletin of problems in biology and medicine. 2015. Issue 1. P. 74–79. [in Russian]

Mackenzie S.M., Brooker M.R., Gill T.R., Cox G.B., Howells A.J., Ewart G.D. Mutations in the white gene of Drosophila mel-anogaster affecting ABC transporters that determine eye colouration. Biochimica et Biophysica Acta. 1999. Vol. 1419. P. 173–185.

Kamyshev M.G. Longevity and its relation to the locomotor activity in tryptophan–xanthommatin metabolic pathway mutant of Drosophila. Dokl Acad Nauk USSR. 1980. Vol. 253. P. 1476–1480. [in Russian]

Oxenkrug G.F. The extended life span of Drosophila melanogaster eye-color (white and vermilion) mutants with impaired formation of kynurenine. J. Neural. Transm. 2010. Vol. 117. P. 23–26. doi: 10.1007/s00702-009-0341-7.

Frik B., Schroecksnadel K., Neurauter G., Leblhuber F., Fuchs D. Increasing production of homocysteine and neopterin and degradation of tryptophan with older age. Clin. Biochem. 2004. Vol. 37. P. 684–687. doi: 10.1016/j.clinbiochem.2004.02.007.

Sutphin G.L., Backer G., Sheehan S., Bean S., Corban C., Liu T., Peters M.J., van Meurs J.B.J., Murabito J.M., Johnson A.D., Korstanje R. Caenorhabditis elegans orthologs of human genes differentially expressed with age are enriched for determinants of longevity. Aging Cell. 2017. Vol. 16 (4). P. 672–682. doi: 10.1111/acel.12595.

Ocampo J.R., Huitrуn R.L., Gonzбlez-Esquivel D., Ugalde-Muсiz P., Jimйnez-Anguiano A., Pineda B., Pedraza-Chaverri J., Rнos C., Pйrez de la Cru V. Kynurenines with neuroactive and redox properties: relevance to aging and brain diseases. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2014. Vol. 2014. Article ID 646909. doi: 10.1155/2014/646909.

Campesan S., Green E.W., Breda C., Sathyasaikumar K.V., Muchowski P.J., Schwarcz R., Kyriacou C.P., Giorgini F. The kynurenine pathway modulates neurodegeneration in a drosophila model of Huntington's disease. Curr. Biol. 2011. Vol. 21 (11). P. 961–966. doi: 10.1016/j.cub.2011.04.028.

Oxenkrug G.F. Increased plasma levels of xanthurenic and kynurenic acids in type 2 diabetes. Mol. Neurobiol. 2015. Vol. 52 (2). P. 805–810. doi: 10.1007/s12035-015-9232-0.