Universität von Utah Forscher zeigten, dass eine Drosophila-gen entscheidend ist für die Bestimmung, wenn Jugendliche beginnen, ältere Erwachsene, und wie die Transformation zunächst wird fortgesetzt. Dieser Prozess beim Menschen zu verstehen kann helfen, erklären, wie liebenswert Kinder werden mürrisch Teenager.
Wenn das Gen DHR4 deaktiviert ist, beginnen Fruchtfliegen vorzeitig Metamorphose-Reifung von einem unreifen Larve zu einer sexuell aktiven Erwachsenen. Es ist die erste genetische Mutation gefunden zu frühen Reifung in Fruchtfliegen, dazu führen, dass laut einer neuen Studie in der Freitag, 3. Juni-Ausgabe der Zeitschrift Cell. Die fliegen sind ungewöhnlich klein und sterben, da sie Erwachsenenalter, manchmal geben Sie wenn ihre Köpfe nicht von ihrem Körper entstehen.
"Wir identifiziert ein Gen, das für das Tier zu Fortschritt durch normale juvenile Entwicklung Reifung, benötigt wird", sagt Hauptautor der Universität von Utah Genetiker Carl Thümmel, die Studie. "Ohne dieses Gen, juvenile Stadium wird verkürzt, und es tritt frühen Erwachsenenalter. Das Tier stirbt dann, weil das Gen auch für weitere Reifung erforderlich ist."
Der Prozess für Menschen relevant ist, weil Insekt Metamorphose analog zur Transformation der ein Mensch "von einem juvenile, nicht-reproduktive Stadium eine Reife, sexuell reproduktive Erwachsener," sagt Thümmel, Professor für Humangenetik an der Universität und ein Ermittler mit dem Howard Hughes Medical Institute.
"Unsere Kinder Süßspeisen und goldig durch über 12 Jahre Leben und dann, plötzlich, als Reaktion auf Steroide und Schilddrüsenhormone und ihre Rezeptoren [Moleküle, die Hormone zu helfen kontrollieren Gene], sie beginnen diese erstaunliche Verwandlung in stinkenden, behaarte, manchmal mürrisch, geschlechtsreifen Jugendliche," fügt er hinzu. "Wie festgelegt dieses Ereignis zeitlich, und wie wird er auf molekularer Ebene [genetischen] gesteuert? Es ist offensichtlich genetische Eingabe, da das Timing der Reifung zwischen Familien und Kulturen variiert. Aber Molekulare Mechanismen sind derzeit unbekannt. Unsere Studie befasst sich diese Frage mit Fruchtfliegen, die viele ihrer Gene mit uns und sind ideal für Genetik zu studieren."
Thümmel sagt, dass die menschliche Entsprechung der Drosophila DHR4 gen wahrscheinlich die gleiche Weise Menschen does not work im wie in fliegen. "Aber Dinge, die wir in Detail in the-Fly, wie die Rolle der DHR4 in Reifung, studieren können bieten neue Richtungen für das Verständnis schlecht definierten Prozesse beim Menschen, wie z. B. Reifung," sagt er. "Dies hat immer und immer wieder gezeigt wo Personen haben Studien im Flugteil und später hat sich gezeigt, dass ähnliche Gene ähnlich beim Menschen funktionieren."
Thümmel studierte die Rolle des DHR4-Gens mit zwei University of Utah und Howard Hughes Medical Institute Kollegen – Postdoc Kirst King-Jones und Labor Techniker Geanette Lam – und Genetiker Jean-Philippe Charles von der Universität von Bourgogne in Dijon, Frankreich.
Vom Ei zum Larve, Puppe und Erwachsener – ist außer wenn das Gen deaktiviert
Drosophila Entwicklung beginnt, wenn ein Ei gelegt wird. Embryonale Entwicklung geht in das Ei für 24 Stunden. Dann das Ei schlüpft in einer ersten Phase Larve. 48 Stunden, die Larve Molts – Schuppen die Kutikula, die seine externe oder Exoskelett – und wird eine Second-Stage-Larve. Die Larve Häuten wieder in 72 Stunden zu dritten-Bühne Larve. Bei 120 Stunden – fünf Tage nach das Ei gelegt wurde – die Larve betritt Metamorphose und wird ein "Prepupa" für 12 Stunden.
Dann sagt "den Kopf aus dem vorderen Ende des Tieres, und seinen Beinen und Flügeln fort verlängernd herausspringt," Thümmel. "Jetzt ist es eine wahre Puppe, die unreifen erwachsen ist. Es ist im Wesentlichen ein Erwachsener,"außer Organe weiterhin Form wie es anderen 3,5 Tage in seiner pupal Gehäuse die ist verbringt wie ein Kokon aber schwer Haaroberfläche gemacht. Neun Tage nach das Ei gelegt – crawlt dann – die Erwachsene fliegen pupal hinein-. Fruchtfliegen haben eine zwei-Monats-Lebensdauer.
"Jugendliche sind sehr pupal – sie gehen innerhalb ihrer Shells und zurückzuziehen," sagt Thümmel. "Steroidhormone übernehmen Ihre Kinder, und sie sehr unterschiedlich aussehen und Verhalten sich anders als zuvor. Es geschieht schneller in Insekten, aber sie gehen durch eine Transformation auf sehr viel die gleiche Weise."
DHR4 steht für Drosophila (das Gattungsname für Fruchtfliegen) Hormon-Rezeptor-4. Das DHR4-Gen trägt geerbte Anweisungen für Zellen zu das DHR4 Protein, das eines "nuklearen Hormonrezeptor". Hormone Östrogen und Testosteron Anfügen an diesen Rezeptoren, die Gene in den Zellkern zu die Genen ein-/ ausschalten wiederum beimessen. Nukleare Hormonrezeptoren befinden sich bei allen Tieren, einschließlich fliegen und Menschen, und Reifung verbunden sind.
"So der Schlussfolgerung, dass Kernrezeptoren kritisch für den Zeitpunkt des Eintritts der Reifung [in fliegen] sind eine logische Schlussfolgerung, die wir auf den Menschen erweitern konnten", sagt Thümmel.
Thümmel und Kollegen ausgelöst Fruchtfliegen in Fläschchen mit einer gallertartigen Essen Nährboden, Maismehl, Melasse und Hefe. Die Wissenschaftler deaktiviert das DHR4-gen mit zwei Methoden: Grenzwerttechnik "k.o" und eine neuere Methode, in denen das Gen wurde "Schweigen."
Indem Sie zeigt, was passiert, wenn das Gen deaktiviert wurde, bestimmt die Forscher, dass das normale Gen hat zwei wichtige Funktionen: