The shaggy Gene Encoding the GSK3 Protein Kinase Controls the Sex-Dependent Effects of Specific Clusters of D. melanogaster Dopaminergic Neurons on Lifespan

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Dopaminergic neurons control behavior, memory, and locomotion, and the causal relationship of their dysfunction to neurodegenerative diseases and aging has drawn attention to investigating the involvement of dopaminergic neurons in the regulation of lifespan. The highly conserved serine-threonine protein kinase GSK3 (Glycogen Syntase Kinase 3), one of the most important multifunctional cellular enzymes in higher organisms, which in Drosophila melanogaster is encoded by the shaggy gene, plays an important role in the function of dopaminergic neurons. This paper provides the first evidence that altering shaggy expression levels in just a few clusters of dopaminergic neurons can affect lifespan. This effect can be either negative or positive and depends on sex. The data obtained may serve as a basis for further search for targeted cell-specific factors regulating the rate of aging, as well as for the development of highly specific approaches to the therapy of neurodegenerative diseases.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

N. Roshina

National Research Centre “Kurchatov Institute”; Vavilov Institute of General Genetics, Russian Academy of Sciences

Email: egpas@rambler.ru
Rússia, Moscow, 123182; Moscow, 119991

E. Veselkina

National Research Centre “Kurchatov Institute”

Email: veselkinaer123@gmail.com
Rússia, Moscow, 123182

M. Trostnikov

Institute of Gene Biology, Russian Academy of Sciences

Email: egpas@rambler.ru
Rússia, Moscow, 119334

E. Pasyukova

National Research Centre “Kurchatov Institute”

Autor responsável pela correspondência
Email: egpas@rambler.ru
Rússia, Moscow, 123182

Bibliografia

  1. Chinta S.J., Andersen J.K. Dopaminergic neurons // Int. J. Biochem. Cell Biol. 2005. V. 37. № 5. P. 942–946. doi: 10.1016/j.biocel.2004.09.009
  2. Zhou Z.D., Yi L.X., Wang D.Q. et al. Role of dopamine in the pathophysiology of Parkinson’s disease // Transl. Neurodegener. 2023. V. 12. № 1. P. 44. doi: 10.1186/s40035023-00378-6
  3. Coleman C.R., Pallos J., Arreola-Bustos A. et al. Natural variation in age-related dopamine neuron degeneration is glutathione-dependent and linked to life span // bioRxiv. 2024. doi: 10.1101/2024.02.12.580013
  4. Trostnikov M.V., Veselkina E.R., Krementsova A.V. et al. Modulated expression of the protein kinase GSK3 in motor and dopaminergic neurons increases female lifespan in Drosophila melanogaster // Front. Genet. 2020. V. 11. doi: 10.3389/fgene.2020.00668
  5. Tian X. Enhancing mask activity in dopaminergic neurons extends lifespan in flies // Aging Cell. 2021. V. 20. № 11. doi: 10.1111/acel.13493
  6. Beurel E., Grieco S.F., Jope R.S. Glycogen synthase kinase-3 (GSK3): Regulation, actions, and diseases // Pharmacol. Ther. 2015. V. 148. P. 114–131. doi: 10.1016/j.pharmthera.2014.11.016
  7. Patel P., Woodgett J.R. Glycogen synthase kinase 3: A kinase for all pathways? // Curr. Top. Dev. Biol. 2017. V. 123. P. 277–302. doi: 10.1016/bs.ctdb.2016.11.011
  8. Golpich M., Amini E., Hemmati F. et al. Glycogen synthase kinase-3 beta (GSK-3β) signaling: Implications for Parkinson’s disease // Pharmacol. Res. 2015. V. 97. P. 16–26. doi: 10.1016/j.phrs.2015.03.010
  9. Duda P., Wiśniewski J., Wójtowicz T. et al. Targeting GSK3 signaling as a potential therapy of neurodegenerative diseases and aging // Expert. Opin. Ther. Targets. 2018. V. 22. № 10. P. 833–848. doi: 10.1080/14728222.2018.1526925
  10. Ilouz R., Kowalsman N., Eisenstein M. et al. Identification of novel glycogen synthase kinase-3beta substrate-interacting residues suggests a common mechanism for substrate recognition // J. Biol. Chem. 2006. V. 281. № 41. P. 30621–30630. doi: 10.1074/jbc.M604633200
  11. García-Yagüe Á.J., Lastres-Becker I., Stefanis L. et al. α-Synuclein induces the GSK-3-mediated phosphorylation and degradation of NURR1 and loss of dopaminergic hallmarks // Mol. Neurobiol. 2021. V. 58. № 12. P. 6697–6711. doi: 10.1007/s12035-021-02558-9
  12. Bourouis M. Targeted increase in shaggy activity levels blocks wingless signaling // Genesis. 2002. V. 34. № 1–2. P. 99–102. doi: 10.1002/gene.10114
  13. Xie T., Ho M.C.W., Liu Q. et al. A genetic toolkit for dissecting dopamine circuit function in Drosophila // Cell. Rep. 2018. V. 23. № 2. P. 652–665. doi: 10.1016/j.celrep.2018.03.068
  14. Brand A.H., Perrimon N. Targeted gene expression as a means of altering cell fates and generating dominant phenotypes // Development. 1993. V. 118. № 2. P. 401–415. doi: 10.1242/dev.118.2.401
  15. Luan H., Diao F., Scott R.L. et al. The Drosophila split Gal4 system for neural circuit mapping // Front. Neural. Circuits. 2020. V. 14. doi: 10.3389/fncir.2020.603397
  16. Liu Q., Liu S., Kodama L. et al. Two dopaminergic neurons signal to the dorsal fan-shaped body to promote wakefulness in Drosophila // Curr. Biol. 2012. V. 22. № 22. P. 2114–2123. doi: 10.1016/j.cub.2012.09.008
  17. Carey J.R. Longevity: The biology and demography of life span. Princeton, NT: Princeton Univ. Press, 2003. 304 p.
  18. Busto G.U., Cervantes-Sandoval I., Davis R.L. Olfactory learning in Drosophila // Physiology (Bethesda). 2010. V. 25. № 66. P. 338–346. doi: 10.1152/physiol.00026.2010
  19. Kuo S.-Y., Wu C.-L., Hsieh M.-Y. et al. PPL2ab neurons restore sexual responses in aged Drosophila males through dopamine // Nat. Commun. 2015. V. 6. № 1. P. 7490. doi: 10.1038/ncomms8490.
  20. Landayan D., Feldman D.S., Wolf F.W. Satiation state-dependent dopaminergic control of foraging in Drosophila // Sci. Rep. 2018. V. 8. № 1. P. 5777. doi: 10.1038/s41598-018-24217-1.
  21. Alekseyenko O.V., Chan Y.-B., Li R., Kravitz E.A. Single dopaminergic neurons that modulate aggression in Drosophila // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2013. V. 110. № 15. P. 6151–6156. doi: 10.1073/pnas.1303446110
  22. Aso Y., Herb A., Ogueta M. et al. Three dopamine pathways induce aversive odor memories with different stability // PLoS Genet. 2012. V. 8. № 7. doi: 10.1371/journal.pgen.1002768
  23. Liang X., Holy T.E., Taghert P.H. Polyphasic circadian neural circuits drive differential activities in multiple downstream rhythmic centers // Curr. Biol. 2023. V. 33. № 2. P. 351–363.e3. doi: 10.1016/j.cub.2022.12.025
  24. Rezával C., Nojima T., Neville M.C. et al. Sexually dimorphic octopaminergic neurons modulate female postmating behaviors in Drosophila // Curr. Biol. 2014. V. 24. № 7. P. 725–730. doi: 10.1016/j.cub.2013.12.051.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Research Table

Baixar (962KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».