지방이 3대 에너지원 중 하나이며 여러가지 생리작용에의 조절자로 중요한 역할을 담당한다는 사실은 생명체가 지방의 섭취를 조절하기 위하여 맛으로 인지할 가능성을 암시한다. 오랫동안 음식인 지방은 맛이 아닌 질감이나 후각에 의해 감지된다고 생각되어 왔으나 최근에는 지방이 맛으로써 인지될 가능성에 대한 보고가 증가하고 있다. 그러나 이에 대한 연구는 아직 초기단계이며 지방맛 인지의 신호전달체계에 대해서는 아직도 많은 연구가 필요하다. 초파리, Drosophila melanogaster는 여러 맛에 대한 수용체 및 신호전달체계가 잘 밝혀져 있으며 포유류보다 단순한 구조로 미각인지를 연구하기에 좋은 모델시스템이다. 초파리는 지방맛에 대해 선호를 보이며 이는 phospholipase C (...
지방이 3대 에너지원 중 하나이며 여러가지 생리작용에의 조절자로 중요한 역할을 담당한다는 사실은 생명체가 지방의 섭취를 조절하기 위하여 맛으로 인지할 가능성을 암시한다. 오랫동안 음식인 지방은 맛이 아닌 질감이나 후각에 의해 감지된다고 생각되어 왔으나 최근에는 지방이 맛으로써 인지될 가능성에 대한 보고가 증가하고 있다. 그러나 이에 대한 연구는 아직 초기단계이며 지방맛 인지의 신호전달체계에 대해서는 아직도 많은 연구가 필요하다. 초파리, Drosophila melanogaster는 여러 맛에 대한 수용체 및 신호전달체계가 잘 밝혀져 있으며 포유류보다 단순한 구조로 미각인지를 연구하기에 좋은 모델시스템이다. 초파리는 지방맛에 대해 선호를 보이며 이는 phospholipase C (PLC) 경로에 의해 조절된다는 것이 알려져 있다. 그러나 그 외에 지방산의 미각인지에 대한 정확한 기전이나 이에 관여하는 다른 인자들은 아직 밝혀지지 않았다. 이 연구는 Drosophila melanogaster를 이용하여 지방산의 미각인지에 필요한 인자를 구명함으로써 지방산의 미각인지를 설명하고자 하였다. 그 첫번째로 초파리의 미각수용체로 잘 알려진 Gustatory Receptor (GR)의 한 구성원인 GR64e가 지방산의 미각인지 과정 중에 PLC의 하위인자로써 지방산에 의해 유발되는 신호의 전달을 매개하는 역할을 한다는 것을 밝혔다. GR64e의 돌연변이 초파리는 지방산에 대한 행동학적, 전기생리학적 반응이 야생형에 비해 감소되어 있었으며 이 돌연변이 초파리에 GR64e를 다시 발현시키자 이러한 결함이 회복되는 것을 관찰하였다. 또한 GR64e는 기존에 알려진 PLC하위에서aristolochic acid의 인지를 매개하는 TRPA1의 기능을 대체할 수 있었는데 반대로 TRPA1 또한 GR64e대신에 지방산의 인지를 매개할 수 있었다. 이를 통하여 지방산의 미각인지 과정 중에 GR64e가 지방산의 수용체로 작용을 하기보다는 PLC의 하위에서 신호를 전달하는 역할을 할 것이라 추정할 수 있었다. 이러한 발견은 초파리의 지방산 인지에서의 새로운 인자를 밝힌 것에 의미가 있으며 기존에 리간드개폐이온채널로써 단맛물질인 글리세롤에 대한 직접적인 수용체로 작용한다고 알려진 GR64e의 새로운 기능을, 더 나아가 GR의 새로운 기능을 추가한 것에 더 큰 의미가 있다. 다음으로 초파리의 지방산에 대한 미각수용체를 연구하기 위해 115개 G단백결합수용체 (GPCR) 유전자를 대상으로 reverse genetic screening을 진행하였다. RNAi형질도입 초파리 계통을 GAL4/UAS 방법을 이용하여 단맛신경세포에 발현함으로써 각 GPCR 유전자를 초파리에서 녹다운하고 이 초파리에서 지방산에 대한 행동학적 반응을 측정하였다. 그 반응이 야생형에 비해 유의미하게 감소한 7개 유전자를 대상으로 2차 screening을 실시하였으며 최종적으로 2개의 GPCR 유전자, CG30340과 dopamine 1-like receptor 1을 초파리의 지방산 수용체 후보군으로 선정하였다. 이 후보군들이 지방산의 인지에 관여하는 것은 분명한 것으로 보이나 지방산에 대한 직접적인 수용체로 작용하는지에 대해서는 더 연구가 되어야 한다.
지방이 3대 에너지원 중 하나이며 여러가지 생리작용에의 조절자로 중요한 역할을 담당한다는 사실은 생명체가 지방의 섭취를 조절하기 위하여 맛으로 인지할 가능성을 암시한다. 오랫동안 음식인 지방은 맛이 아닌 질감이나 후각에 의해 감지된다고 생각되어 왔으나 최근에는 지방이 맛으로써 인지될 가능성에 대한 보고가 증가하고 있다. 그러나 이에 대한 연구는 아직 초기단계이며 지방맛 인지의 신호전달체계에 대해서는 아직도 많은 연구가 필요하다. 초파리, Drosophila melanogaster는 여러 맛에 대한 수용체 및 신호전달체계가 잘 밝혀져 있으며 포유류보다 단순한 구조로 미각인지를 연구하기에 좋은 모델시스템이다. 초파리는 지방맛에 대해 선호를 보이며 이는 phospholipase C (PLC) 경로에 의해 조절된다는 것이 알려져 있다. 그러나 그 외에 지방산의 미각인지에 대한 정확한 기전이나 이에 관여하는 다른 인자들은 아직 밝혀지지 않았다. 이 연구는 Drosophila melanogaster를 이용하여 지방산의 미각인지에 필요한 인자를 구명함으로써 지방산의 미각인지를 설명하고자 하였다. 그 첫번째로 초파리의 미각수용체로 잘 알려진 Gustatory Receptor (GR)의 한 구성원인 GR64e가 지방산의 미각인지 과정 중에 PLC의 하위인자로써 지방산에 의해 유발되는 신호의 전달을 매개하는 역할을 한다는 것을 밝혔다. GR64e의 돌연변이 초파리는 지방산에 대한 행동학적, 전기생리학적 반응이 야생형에 비해 감소되어 있었으며 이 돌연변이 초파리에 GR64e를 다시 발현시키자 이러한 결함이 회복되는 것을 관찰하였다. 또한 GR64e는 기존에 알려진 PLC하위에서aristolochic acid의 인지를 매개하는 TRPA1의 기능을 대체할 수 있었는데 반대로 TRPA1 또한 GR64e대신에 지방산의 인지를 매개할 수 있었다. 이를 통하여 지방산의 미각인지 과정 중에 GR64e가 지방산의 수용체로 작용을 하기보다는 PLC의 하위에서 신호를 전달하는 역할을 할 것이라 추정할 수 있었다. 이러한 발견은 초파리의 지방산 인지에서의 새로운 인자를 밝힌 것에 의미가 있으며 기존에 리간드개폐이온채널로써 단맛물질인 글리세롤에 대한 직접적인 수용체로 작용한다고 알려진 GR64e의 새로운 기능을, 더 나아가 GR의 새로운 기능을 추가한 것에 더 큰 의미가 있다. 다음으로 초파리의 지방산에 대한 미각수용체를 연구하기 위해 115개 G단백결합수용체 (GPCR) 유전자를 대상으로 reverse genetic screening을 진행하였다. RNAi 형질도입 초파리 계통을 GAL4/UAS 방법을 이용하여 단맛신경세포에 발현함으로써 각 GPCR 유전자를 초파리에서 녹다운하고 이 초파리에서 지방산에 대한 행동학적 반응을 측정하였다. 그 반응이 야생형에 비해 유의미하게 감소한 7개 유전자를 대상으로 2차 screening을 실시하였으며 최종적으로 2개의 GPCR 유전자, CG30340과 dopamine 1-like receptor 1을 초파리의 지방산 수용체 후보군으로 선정하였다. 이 후보군들이 지방산의 인지에 관여하는 것은 분명한 것으로 보이나 지방산에 대한 직접적인 수용체로 작용하는지에 대해서는 더 연구가 되어야 한다.
Animals use gustatory system to sample and ingest essential nutrients for their survival. Free fatty acids are energy-rich nutrients that contribute to various cellular functions. Recent evidence has suggested that fatty acids are detected through the gustatory system to promote feeding. In Drosophi...
Animals use gustatory system to sample and ingest essential nutrients for their survival. Free fatty acids are energy-rich nutrients that contribute to various cellular functions. Recent evidence has suggested that fatty acids are detected through the gustatory system to promote feeding. In Drosophila melanogaster, phospholipase C (PLC) signaling in sweet-sensing cells is required for fatty acid detection but other signaling molecules are unknown. This study shows that Gr64e, a member of Drosophila gustatory receptor (GR) family, is required for behavioral and electrophysiological responses to fatty acids. GR64e and TRPA1 are interchangeable when they act downstream of PLC. TRPA1 can functionally substitute for GR64e in fatty acid sensing but not in glycerol sensing and GR64e can substitute for TRPA1 in aristolochic acid sensing but not in N-methylmaleimide sensing. In contrast to its role in fatty acid sensing, GR64e functions as a ligand-gated ion channel for the detection of glycerol. These results identify a novel fatty acid transduction molecule and reveal that Drosophila GRs can act on different functions via distinct molecular mechanisms depending on the context. In addition, two G protein-coupled receptors (GPCRs), CG30340 and dopamine 1-like receptor 1, may be potential Drosophila fatty acid receptors because they appear reduced behavioral response to fatty acids through two steps of reverse genetic screening. However, this finding should be validated by further study.
Animals use gustatory system to sample and ingest essential nutrients for their survival. Free fatty acids are energy-rich nutrients that contribute to various cellular functions. Recent evidence has suggested that fatty acids are detected through the gustatory system to promote feeding. In Drosophila melanogaster, phospholipase C (PLC) signaling in sweet-sensing cells is required for fatty acid detection but other signaling molecules are unknown. This study shows that Gr64e, a member of Drosophila gustatory receptor (GR) family, is required for behavioral and electrophysiological responses to fatty acids. GR64e and TRPA1 are interchangeable when they act downstream of PLC. TRPA1 can functionally substitute for GR64e in fatty acid sensing but not in glycerol sensing and GR64e can substitute for TRPA1 in aristolochic acid sensing but not in N-methylmaleimide sensing. In contrast to its role in fatty acid sensing, GR64e functions as a ligand-gated ion channel for the detection of glycerol. These results identify a novel fatty acid transduction molecule and reveal that Drosophila GRs can act on different functions via distinct molecular mechanisms depending on the context. In addition, two G protein-coupled receptors (GPCRs), CG30340 and dopamine 1-like receptor 1, may be potential Drosophila fatty acid receptors because they appear reduced behavioral response to fatty acids through two steps of reverse genetic screening. However, this finding should be validated by further study.
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