Endocrine pheromones couple fat rationing to dauer diapause through HNF4α nuclear receptors
Endocrine pheromones couple fat rationing to dauer diapause through HNF4α nuclear receptors
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内分泌信息素通过 HNF4α 核受体将脂肪配给与多尔滞育耦合
DOI：
10.1007/s11427-021-2016-9
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发表时间：
2021-11
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Shaobing O. Zhang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Cheng Gao;Qi Li;Jialei Yu;Shiwei Li;Qingpo Cui;Xiao Hu;Lifeng Chen;Shaobing O. Zhang
发育滞育是动物在季节性饥饿和恶劣环境中生存的一种普遍策略。绝育的动物经常定量配给身体脂肪，以产生持久生存所需的基础能量。然而，滞育和脂肪配给是如何耦合的，人们知之甚少。秀丽隐杆线虫向环境中分泌信息素，以诱导滞育形式，称为幼虫。通过饱和正向遗传筛选和CRISPR基因敲除，我们发现水信息素反馈抑制ACOX-3、maoc1、DHS-28、DAF-22（参与信息素合成和脂肪燃烧的过氧化物酶体β-氧化酶）、ALH-4（信息素合成的醛脱氢酶）、PRX-10和PRX-11（过氧化物酶体组装和增殖因子）的转录。这些信息素酶和因子的功能障碍减轻了抑制。令人惊讶的是，抑制转录的不是分泌的信息素，而是每只动物的内源性信息素。内源性信息素调节HNF4α家族核受体NHR-79及其共受体NHR-49的核易位，并通过这两个受体抑制转录。反馈抑制维持信息素稳态，增加脂肪储存，减少脂肪燃烧，延长寿命。因此，外分泌水信息素具有意想不到的内分泌功能，介导过氧化物酶体-核串扰，将水滞育耦合到脂肪配给。
Developmental diapause is a widespread strategy for animals to survive seasonal starvation and environmental harshness. Diapaused animals often ration body fat to generate a basal level of energy for enduring survival. How diapause and fat rationing are coupled, however, is poorly understood. The nematode Caenorhabditis elegans excretes pheromones to the environment to induce a diapause form called dauer larva. Through saturated forward genetic screens and CRISPR knockout, we found that dauer pheromones feed back to repress the transcription of ACOX-3, MAOC-1, DHS-28, DAF-22 (peroxisomal β-oxidation enzymes dually involved in pheromone synthesis and fat burning), ALH-4 (aldehyde dehydrogenase for pheromone synthesis), PRX-10 and PRX-11 (peroxisome assembly and proliferation factors). Dysfunction of these pheromone enzymes and factors relieves the repression. Surprisingly, transcription is repressed not by pheromones excreted but by pheromones endogenous to each animal. The endogenous pheromones regulate the nuclear translocation of HNF4α family nuclear receptor NHR-79 and its co-receptor NHR-49, and, repress transcription through the two receptors. The feedback repression maintains pheromone homeostasis, increases fat storage, decreases fat burning, and prolongs dauer lifespan. Thus, the exocrine dauer pheromones possess an unexpected endocrine function to mediate a peroxisome-nucleus crosstalk, coupling dauer diapause to fat rationing.
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