Cross-phenotype association tests uncover genes mediating nutrient response in Drosophila.
Cross-phenotype association tests uncover genes mediating nutrient response in Drosophila.
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DOI：
10.1186/s12864-016-3137-9
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发表时间：
2016-11-04
期刊：
影响因子：
4.4
通讯作者：
Brem RB
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Nelson CS;Beck JN;Wilson KA;Pilcher ER;Kapahi P;Brem RB
肥胖相关疾病是发达国家发病率和死亡率的主要原因。临床迫切需要分子诊断和治疗营养失衡的目标。无脊椎动物一直是剖析新陈代谢和营养反应遗传学基础研究工作的基石。我们着手使用限制性和营养丰富的饮食饲养的果蝇来识别与饥饿抵抗、体重和成分相关的基因，对果蝇遗传参考组 (DGRP) 的遗传变异进行调查。我们测量了两种饮食中 DGRP 系的饥饿抗性、体重和成分，并使用几种关联图谱策略来利用这组表型进行分子洞察。我们使用跨表型关联作图方案测试了 DNA 序列变体与单一代谢性状和多个性状的关系；我们将关联测试的重点放在人类疾病基因的同源物和常见的多态性上；我们测试了基因与饮食的相互作用。结果揭示了 17 个变异与体重、全身甘油三酯和葡萄糖含量或抗饥饿性之间的基因和基因与饮食之间的关联。重点分子实验验证了未表征的基因 CG43921（我们将其重新命名为重量级基因）在体重中的作用，以及之前未知的二酰基甘油激酶 rdgA、亨廷顿蛋白同源物 htt 和神经酰胺合酶 schlank 在营养依赖性体重、饥饿抵抗和寿命中的功能。我们的研究结果表明，果蝇代谢和营养反应中存在大量候选基因，并将新功能归因于 htt、rdgA、hwt 和 schlank。本文的在线版本 (doi:10.1186/s12864-016-3137-9) 包含补充材料，可供授权用户使用。
Obesity-related diseases are major contributors to morbidity and mortality in the developed world. Molecular diagnostics and targets of therapies to combat nutritional imbalance are urgently needed in the clinic. Invertebrate animals have been a cornerstone of basic research efforts to dissect the genetics of metabolism and nutrient response. We set out to use fruit flies reared on restricted and nutrient-rich diets to identify genes associated with starvation resistance, body mass and composition, in a survey of genetic variation across the Drosophila Genetic Reference Panel (DGRP). We measured starvation resistance, body weight and composition in DGRP lines on each of two diets and used several association mapping strategies to harness this panel of phenotypes for molecular insights. We tested DNA sequence variants for a relationship with single metabolic traits and with multiple traits at once, using a scheme for cross-phenotype association mapping; we focused our association tests on homologs of human disease genes and common polymorphisms; and we tested for gene-by-diet interactions. The results revealed gene and gene-by-diet associations between 17 variants and body mass, whole-body triglyceride and glucose content, or starvation resistance. Focused molecular experiments validated the role in body mass of an uncharacterized gene, CG43921 (which we rename heavyweight), and previously unknown functions for the diacylglycerol kinase rdgA, the huntingtin homolog htt, and the ceramide synthase schlank in nutrient-dependent body mass, starvation resistance, and lifespan. Our findings implicate a wealth of gene candidates in fly metabolism and nutrient response, and ascribe novel functions to htt, rdgA, hwt and schlank. The online version of this article (doi:10.1186/s12864-016-3137-9) contains supplementary material, which is available to authorized users.
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作者：
Chen S;Spletter M;Ni X;White KP;Luo L;Long M
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Long M
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作者：
Alb, JG;Cortese, JD;Bankaitis, VA
通讯作者：
Bankaitis, VA
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作者：
Drake, Thomas A;Schadt, Eric E;Lusis, Aldons J
通讯作者：
Lusis, Aldons J
影响因子：
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作者：
Burger, Joep M. S.;Hwangbo, Dae Sung;Promislow, Daniel E. L.
通讯作者：
Promislow, Daniel E. L.
DOI：
10.1126/science.1243339
发表时间：
2014-01-31
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Gendron CM;Kuo TH;Harvanek ZM;Chung BY;Yew JY;Dierick HA;Pletcher SD
通讯作者：
Pletcher SD