The cytokine MIF controls daily rhythms of symbiont nutrition in an animal–bacterial association
The cytokine MIF controls daily rhythms of symbiont nutrition in an animal–bacterial association
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细胞因子 MIF 控制动物与细菌协会中共生营养的日常节律
DOI：
10.1073/pnas.2016864117
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Goldman, William
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Koch, Eric J.;Bongrand, Clotilde;Bennett, Brittany D.;Lawhorn, Susannah;Moriano-Gutierrez, Silvia;Pende, Marko;Vadiwala, Karim;Dodt, Hans-Ulrich;Raible, Florian;Goldman, William
最近认识到，许多共生体表现出日常节奏，这鼓励了对驱动这些生物振荡的伙伴对话的研究。在这里，我们的特点是多功能的细胞因子巨噬细胞移动抑制因子（MIF）在调节代谢节律的模型之间的轻器官共生Euprymna aeropesandVibrio fischeri的关键作用。随着幼年宿主的成熟，它发展出复杂的日常节律，其特征是从基因表达到行为的关联发生深刻变化。一个这样的节奏是一个昼夜变化的共生体代谢所引发的周期性提供的特定营养物质的成熟主机：每天晚上的共生体分解代谢几丁质释放血细胞（吞噬免疫细胞），交通到轻器官的隐窝，人口的V。fischericells居住。这些巨噬细胞样细胞的夜间迁移，以及一个E。光器官转录组中的EsMIF（EsMIF），使我们想知道EsMIF是否可能是控制血细胞周期性运动的看门人。Western印迹、ELISA和共聚焦免疫细胞化学显示EsMIF在光器官中丰度最高。在夜间血细胞进入腺窝时，其浓度最低。EsMIF抑制迁移的分离的血细胞，而出口的细菌产品，包括肽聚糖衍生物和分泌的几丁质催化剂，诱导迁移。这些结果提供了证据表明，夜间EsMIF浓度的降低允许血细胞被吸入隐窝，递送几丁质。细胞因子的这种营养功能为动态共生对话的昼夜节律提供了基础。
The recent recognition that many symbioses exhibit daily rhythms has encouraged research into the partner dialogue that drives these biological oscillations. Here we characterized the pivotal role of the versatile cytokine macrophage migration inhibitory factor (MIF) in regulating a metabolic rhythm in the model light-organ symbiosis betweenEuprymna scolopesandVibrio fischeri. As the juvenile host matures, it develops complex daily rhythms characterized by profound changes in the association, from gene expression to behavior. One such rhythm is a diurnal shift in symbiont metabolism triggered by the periodic provision of a specific nutrient by the mature host: each night the symbionts catabolize chitin released from hemocytes (phagocytic immune cells) that traffic into the light-organ crypts, where the population ofV. fischericells resides. Nocturnal migration of these macrophage-like cells, together with identification of anE. scolopesMIF (EsMIF) in the light-organ transcriptome, led us to ask whether EsMIF might be the gatekeeper controlling the periodic movement of the hemocytes. Western blots, ELISAs, and confocal immunocytochemistry showed EsMIF was at highest abundance in the light organ. Its concentration there was lowest at night, when hemocytes entered the crypts. EsMIF inhibited migration of isolated hemocytes, whereas exported bacterial products, including peptidoglycan derivatives and secreted chitin catabolites, induced migration. These results provide evidence that the nocturnal decrease in EsMIF concentration permits the hemocytes to be drawn into the crypts, delivering chitin. This nutritional function for a cytokine offers the basis for the diurnal rhythms underlying a dynamic symbiotic conversation.
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