ВЛИЯНИЕ МУТАЦИЙ КИНУРЕНИНОВОГО ПУТИ ОБМЕНА ТРИПТОФАНА У D. MELANOGASTER НА ЛОКОМОТОРНОЕ ПОВЕДЕНИЕ И ЭКСПРЕССИЮ ГЕНОВ ГЛУТАМАТЕРГИЧЕСКОЙ И ХОЛИНЕРГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Дисбаланс кинуренинов, вызываемый мутациями кинуренинового пути обмена триптофана у дрозофилы, оказывает влияние на локомоторное поведение личинок. Наибольший эффект производит избыток кинуреновой кислоты у мутанта cinnabar, приводя к резкому падению общего уровня активности. Действие мутаций, по-видимому, связано с модулирующим влиянием кинуренинов на сигнальные каскады, управляемые ионотропными глутаматергическими и холинергическими рецепторами. Возрастная динамика экспрессии кодирующих их генов у мутантов свидетельствует о постепенном развитии последствий дисбаланса кинуренинов.

Об авторах

Геннадий Александрович Захаров

Институт Физиологии им. И. П. Павлова РАН, Санкт-Петербург, РФ

Email: Gennadiy.Zakharov@gmail.com Saint-Petersburg, 199034 Makarova emb., 6, Russia

Александр Владимирович Журавлев

Институт Физиологии им. И. П. Павлова РАН, Санкт-Петербург, РФ

Email: beneor@mail.ru

Татьяна Львовна Паялина

Институт Физиологии им. И. П. Павлова РАН, Санкт-Петербург, РФ

Email: payalina@mail.ru Saint-Petersburg, 199034 Makarova emb., 6, Russia

Николай Григорьевич Камышев

Институт Физиологии им. И. П. Павлова РАН, Санкт-Петербург, РФ

Email: nkam@pavlov.infran.ru; nkamster@gmail.com

Елена Владимировна Савватеева-Попова

Институт Физиологии им. И. П. Павлова РАН, Санкт-Петербург, РФ

Email: esavvateeva@mail.ru Saint-Petersburg, 199034 Makarova emb., 6, Russia

Список литературы

  1. Beninger R. J., Jhamandas K., Boegman R. J. et al., 1986. Kynurenic acid-induced protection of neurochemical and behavioural deficits produced by quinolinic acid injections into the nucleus basalis of rats//Neurosci. Lett. Vol. 68. N 3. P. 317-321.
  2. Blight A. R., Cohen T. I., Saito K. et al., 1995. Quinolinic acid accumulation and functional deficits following experimental spinal cord injury//Brain. Vol. 118. P. 735-752.
  3. Blight A. R., Saito K., Heyes M. P., 1993. Increased levels of the excitotoxin quinolinic acid in spinal cord following contusion injury//Brain Res. Vol. 632. N 1-2. P. 314-316.
  4. Braungart E., Gerlach M., Riederer P. et al., 2004. Caenorhabditis elegans MPP+ model of Parkinson's disease for high-throughput drug screenings//Neuro-degenerative Diseases. Vol. 1. N 4. P. 175-183.
  5. Cull-Candy S., Brickley S., Farrant M., 2001. NMDA receptor subunits: diversity, development and disease//Curr. Opin. Neurobiol. Vol. 11. N 3. P. 327-335.
  6. Danysz W., Parsons C. G., 1998. Glycine and N-methyl-D-aspartate receptors: physiological significance and possible therapeutic applications//Pharmacol. Rev. Vol. 50. N 4. P. 597-664.
  7. Ferri J., 1983. Accumulation of kynurenic acid in the cinnabar mutant of D. melanogaster as revealed by thin-layer chromatography//Insect Biochemistry. Vol. 13. P. 289-294.
  8. Foster A. C., Vezzani A., French E. D. et al., 1984. Kynurenic acid blocks neurotoxicity and seizures induced in rats by the related brain metabolite quinolinic acid//Neurosci. Lett. Vol. 48. N 3. P. 273-278.
  9. French E. D., Foster A. C., Vezzani A. et al., 1984. Quinolinate and kynurenate, two endogenous tryptophan metabolites with potential links to epileptic disorders//Clin Neuropharmacology. Vol. 7. P. 456-457.
  10. Gál E. M., Sherman A. D., 1978. Synthesis and metabolism of L-kynurenine in rat brain//J. Neurochem. Vol. 30. N 3. P. 607-613.
  11. Gál E. M., Sherman A. D., 1980. L-kynurenine: its synthesis and possible regulatory function in brain//Neurochem. Res. Vol. 5. N 3. P. 223-239.
  12. Ghosh D., Forrest H. S., 1967. Enzymatic studies on the hydroxylation of kynurenine in Drosophila melanogaster//Genetics. Vol. 55. N 3. P. 423-431.
  13. Grauso M., Reenan R. A., Culetto E. et al., 2002. Novel putative nicotinic acetylcholine receptor subunit genes, Dalpha5, Dalpha6 and Dalpha7, in Drosophila melanogaster identify a new and highly conserved target of adenosine deaminase acting on RNA-mediated A-to-I pre-mRNA editing//Genetics. Vol. 160. N 4. P. 1519-1533.
  14. Heyes M. P., Saito K., Markey S. P., 1992. Human macrophages convert L-tryptophan into the neurotoxin quinolinic acid//Biochem. J. Vol. 283. P. 633-635.
  15. Hilmas C., Pereira E. F., Alkondon M. et al., 2001. The brain metabolite kynurenic acid inhibits alpha7 nicotinic receptor activity and increases non-alpha7 nicotinic receptor expression: physiopathological implications//J. Neurosci. Vol. 21. N 19. P. 7463-7473.
  16. Howells A. J., Summers K. M., Ryall R. L., 1977. Developmental patterns of 3-hydroxykynurenine accumulation in white and various other eye color mutants of Drosophila melanogaster//Biochem. Genet. Vol. 15. N 11/12. P. 1049-1059.
  17. Inoue T., Takeshita K., Fukushima K., 2001. Effects of KE-758, an active metabolite of the new anti-rheumatic drug KE-298, D-penicillamine, bucillamine and auranofin on the proliferation of murine lymphocytes, and the production of nitric oxide by murine macrophages//Int. Immunopharmacol. Vol. 1. N 5. P. 833-842.
  18. Kessler M., Terramani T., Lynch G. et al., 1989. A glycine site associated with N-methyl-D-aspartic acid receptors: characterization and identification of a new class of antagonists//J. Neurochem. Vol. 52. N 4. P. 1319-1328.
  19. Krashes M. J., Waddell S., 2008. Rapid consolidation to a radish and protein synthesis-dependent long-term memory after single-session appetitive olfactory conditioning in Drosophila//J. Neurosci. Vol. 28. N 12. P. 3103-3113.
  20. Krashes M. J., Keene A. C., Leung B. et al., 2007. Sequential use of mushroom body neuron subsets during Drosophila odor memory processing//Neuron. Vol. 53. N 1. P. 103-115.
  21. Lin W., 2005. NMDA receptors are required in memory formation in Drosophila mushroom body//Biochem. Biophys. Res. Commun. Vol. 334. N 3. P. 779-786.
  22. Linzen B., 1974. Tryptophan -ommochrome pathway in insects//Advances in Insect Physiology. Vol. 10. P. 117-246.
  23. Mizunami M., 1994. Information processing in the insect ocellar system: comparative approaches to the evolution of visual processing and neural circuits//Advances in Insect Physiology. Vol. 25. P. 151-265.
  24. Mok M. H. S., Fricker A., Weil A. et al., 2009. Electrophysiological characterization of the actions of kynurenic acid at ligand-gated ion channels//Neuropharmacology. Vol. 57. N 3. P. 242-249.
  25. Okuda S., Nishiyama N., Saito H. et al., 1998. 3-Hydroxykynurenine, an endogenous oxidative stress generator, causes neuronal cell death with apoptotic features and region selectivity//J. Neurochem. Vol. 70. N 1. P. 299-307.
  26. Ryall R. L., Howells A. J., 1974. Ommochrome biosynthetic pathway of Drosophila melanogaster: Variations in the levels of enzyme activities and intermediates during adult development//Insect Biochem. Vol. 6. P. 135-142.
  27. Savvateeva E., 1991. Kynurenines in the regulation of behavior in insects//Adv. Exp. Med. Biol. Vol. 294. P. 319-328.
  28. Savvateeva E. V., Popov A. V., Kamyshev N. G. et al., 2000. Age-dependent memory loss, synaptic pathology and altered brain plasticity in the Drosophila mutant cardinal accumulating 3-hydroxykynurenine//Journal of Neural Transmission. Vol. 107. N 5. P. 581-601.
  29. Savvateeva-Popova E. V., Popov A. V., Heinemann T. et al., 2003. Drosophila mutants of the kynurenine pathway as a model for ageing studies//Adv. ExP. Med. Biol. Vol. 527. P. 713-722.
  30. Schulz R., Sawruk E., Mülhardt C. et al., 1998. D alpha3, a new functional alpha subunit of nicotinic acetylcholine receptors from Drosophila//J. Neurochem. Vol. 71. N 2. P. 853-862.
  31. Sokal R. R., Rohlf F. J., 1995. Biometry, 3rd ed. -NewYork: H. Freeman & Co.
  32. Stone T. W., 1991. Kynurenine and glycine enhance neuronal sensitivity to N-methyl-D-aspartate//Life Sci. Vol. 48. N 8. P. 765-772.
  33. Su H., O'Dowd D. K., 2003. Fast synaptic currents in Drosophila mushroom body Kenyon cells are mediated by alpha-bungarotoxin-sensitive nicotinic acetylcholine receptors and picrotoxin-sensitive GABA receptors//J. Neurosci. Vol. 23. N 27. P. 9246-9253.
  34. Summers K. M., Howells A. J., Pyliotis N. A., 1982. Biology of eye pigmentation in insects//Advances in Insect Physiology. Vol. 16. P. 119-167.
  35. Ultsch A., Schuster C. M., Laube B. et al., 1993. Glutamate receptors of Drosophila melanogaster. Primary structure of a putative NMDA receptor protein expressed in the head of the adult fly//FEBS Lett. Vol. 324. N 2. P. 171-177.
  36. Warren W. D., Palmer S., Howells A. J., 1996. Molecular characterization of the cinnabar region of D. melanogaster: identification of the cinnabar transcription unit//Genetica. Vol. 98. P. 249-262.
  37. Wu H., Guidetti P., Goodman J. et al., 2000. Kynurenergic manipulations influence excitatory synaptic function and excitotoxic vulnerability in the rat hippocampus in vivo//Neuroscience. Vol. 97. N 2. P. 243-251.
  38. Wu C., Xia S., Fu T. et al., 2007. Specific requirement of NMDA receptors for long-term memory consolidation in Drosophila ellipsoid body//Nat. Neurosci. Vol. 10. N 12. P. 1578-1586.
  39. Yang E. J., Yoon J., Min D. S. et al., 2004. LIM kinase 1 activates cAMP-responsive element-binding protein during the neuronal differentiation of immortalized hippocampal progenitor cells//J. Biol. Chem. Vol. 279. N 10. P. 8903-8910.
  40. Беспалов А. Ю., Звартау Э. Э., 2000. Нейропси-хофармакология антагонистов NMDA-рецепторов. СПб.: Невский диалект, 297 c.
  41. Захаров Г. А., Щеголев Б. Ф., 2004. Агонисты и антагонисты NMDA-рецептора. Неэмпирические кван-товохимичсекие расчеты//Материалы семинаров политехнического симпозиума «Молодые ученые промышленности северо-западного региона». С. 84.
  42. Лапин И. П., 2004. Стресc. Тревога. Депрессия. Алкоголизм. Эпилепсия (Нейрокинурениновые механизмы и новые подходы к лечению). М.: ДЕАН, 220 С.
  43. Лопатина Н. Г., Рыжова И. В., Чеснокова Е. Г. и др., 1997. Рецепторы L-глутамата в центральной нервной системе медоносной пчелы Apis mellifera иих роль в процессе формирования условного рефлек-са и следов памяти//Ж. эвол. биох. и физиол. Т. 33.№ 4/5. С. 506-514.
  44. Лопатина Н. Г., Чеснокова Е. Г., Смирнов В. Б. и др., 2004. Кинурениновый путь обмена триптофана и его значение в нейрофизиологии насекомых//Энтомологическое обозрение. Т. 83. № 1. С. 499-518.
  45. Лопатина Н. Г., Зачепило Т. Г., Чеснокова Е. Г. и др., 2007. Мутации структурных генов ферментов метаболизма триптофана по кинурениновому пути в модуляции звеньев сигнального каскада -рецепторы глутамата -актин цитоскелета//Генетика. Т. 43. № 10. С. 1396-1401.
  46. Медведева А. В., Молотков Д. А., Никитина Е. А. и др., 2008. Системная регуляция генетических и цитогенетических процессов сигнальным каскадом ре-моделирования актина: локус agnostic дрозофилы//Генетика. Т. 44. С. 669-681.
  47. Савватеева-Попова Е., Переслени А. И., Шараги-на Л. М. и др., 2002. Комплексное изучение мутантов Drosophila melanogaster по локусу agnostic: модель для сопряжения нарушений архитектуры генома и когнитивных функций//Журн. эвол. биохим. физи-ол. Т. 38. № 6. С. 557-577.

© Захаров Г.А., Журавлев А.В., Паялина Т.Л., Камышев Н.Г., Савватеева-Попова Е.В., 2011

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах