Ген EDTP был найден у мясной мухи как субстрат катепсина L с тирозинфосфатазной активностью. Позже выяснилось, что его человеческий гомолог MTMR14 (также известный как hJumpy или MIP) дефосфорилирует липиды PI(3)P и PI(3,5)P2, а не белки, и связан с миотубулярными миопатиями. У дрозофилы EDTP экспрессируется в яичниках, эмбрионах и жировом теле, а его нулевые аллели летальны. Однако роль EDTP во взрослых мышцах и его влияние на продолжительность жизни и размножение оставались неизвестными.
Исследователи использовали линию DJ694, полученную в результате энхансерной ловушки GAL4, вставленной в первый интрон гена EDTP. С помощью полуколичественной ОТ-ПЦР подтвердили снижение уровня мРНК EDTP у гомозигот DJ694. Для проверки фенотипов измеряли плодовитость (количество яиц и долю вылупившихся взрослых), продолжительность жизни, локомоторную активность, морфологию мышц и яичников. Для доказательства причинности использовали генетическое спасение: вводили конструкции UAS-EDTP, активируемые тем же GAL4-драйвером DJ694. Временное спасение осуществляли с помощью температурочувствительного ингибитора GAL80ts, позволяющего включать экспрессию EDTP на разных стадиях жизненного цикла.
Гомозиготы DJ694 не имели дефектов развития, но откладывали значительно меньше яиц, чем контроль w1118 и гетерозиготы DJ694/+. Дефект был рецессивным и не зависел от температуры. Самцы DJ694 также имели сниженную фертильность: яйца, оплодотворённые ими, реже давали взрослых мух, хотя частота спаривания у них была выше, чем у дикого типа. Продолжительность жизни гомозигот DJ694 была короче на 2–29% в зависимости от пола и генетического фона. Локомоторных или мышечных дефектов не обнаружено. Яичники у молодых самок DJ694 выглядели нормально. Генетическое спасение тремя независимыми вставками UAS-EDTP полностью восстановило плодовитость и продолжительность жизни. Временное спасение показало, что EDTP необходим и во время развития, и во взрослом возрасте для нормальной фертильности. В глазу коэкспрессия EDTP уменьшала количество полиглутаминовых агрегатов, но в мышцах такого эффекта не было, и EDTP не влиял на сокращение жизни, вызванное агрегатами.
Результаты показывают, что EDTP критически важен для репродуктивной функции и долголетия у взрослых дрозофил, но его роль в мышцах не связана с клиренсом белковых агрегатов. Это ставит под сомнение гипотезу о том, что EDTP регулирует продолжительность жизни через аутофагию в мышцах. Тканеспецифичные эффекты (глаз против мышцы) указывают на разные механизмы действия белка в разных клеточных контекстах.
Дальнейшие исследования могут быть направлены на выяснение молекулярных механизмов, связывающих EDTP с фертильностью и старением. Возможно, EDTP влияет на ювенильный гормональный сигналинг или на функцию мышечных клеток яйцевода и семяизвергательного канала. Также интересно изучить, какие именно липидные субстраты EDTP критичны в этих процессах и как его активность регулируется с возрастом.
Работа имеет значение для понимания роли миотубуляринов в физиологии целого организма, особенно в контексте репродуктивного старения и мышечных заболеваний. Полученные данные могут быть полезны при разработке моделей для изучения MTMR14-ассоциированных миопатий у человека.
Следующим шагом может быть детальное исследование сперматогенеза и функции яйцевода у мух DJ694, а также анализ передачи спермы после спаривания. Также стоит проверить, влияет ли EDTP на ювенильный гормональный сигналинг в яичниках и как это связано с плодовитостью.
Работа затрагивает фундаментальную проблему о том, как липидные фосфатазы регулируют старение и репродуктивное здоровье. Остаётся открытым вопрос о тканеспецифичных механизмах действия EDTP и о том, почему его влияние на агрегаты различается между глазом и мышцей. Это связано с более широкой проблемой понимания роли фосфоинозитидного метаболизма в физиологии старения.
Человеческий гомолог EDTP назвали hJumpy из-за прыгучего поведения мух с мутацией в этом гене. У мух DJ694 действительно наблюдается гиперактивность при беспокойстве и трудности с остановкой жужжания крыльев после посадки.
Работа опубликована не на arXiv. Здесь её страница, PDF и формализация: проверить можно самим, а не только прочитать наш разбор.