A new Iowa State University study f

A new Iowa State University study focusing on insulin signaling uncovered surprising genetic diversity across reptiles, birds and mammals.

The research sets the stage for an improved understanding of metabolism, growth and aging and may have implications for medicine and human health, said Anne Bronikowski, an associate professor of ecology, evolution and organismal biology and a lead author of the study.

Insulin signaling is a critical biological process that governs the rate at which cells grow and divide and ultimately regulates aging. Scientists previously assumed the process remained much the same throughout the animal kingdom. But the new research shows that the genetic pathways in reptiles evolved to include protein forms not observed in mammals, a finding that suggestions these proteins carry out new or additional functions in reptiles.

The researchers looked at a molecular network known as the insulin/insulin-like signaling and target of rapamycin network (IIS/TOR). Because the IIS/TOR network regulates critical aspects of animal biology, scientists have long speculated that the network would work more or less the same in most animal species.

Bronikowski and Fred Janzen, a professor of ecology, evolution and organismal biology, completed the study along with former and current members of their labs. The research team compared the genomes of mammals and birds with 17 reptile species. The team found an abundance of variation in the hormones and receptors of the network, which bucks the conventional wisdom and indicates that hormones delivered through insulin likely undertake additional functions in reptiles.

"The study provides a critical step toward understanding how the IIS/TOR network may regulate variation in metabolism, modes of reproduction and rates of aging," Bronikowski said. "It highlights genetic variants that occur in nature that may be useful in a human health context. It therefore lays the groundwork for future research to identify natural genetic variants that may work together to alter the function of this network, which may lend insight into metabolic and aging diseases and treatments."

Previous studies of insulin signaling have focused on species commonly used as laboratory models, such as mice, fruit flies and nematodes. The new study compared 66 species, including 17 reptile species for which the research group had to generate transcriptome data -- or the set of all RNA molecules in a particular genome -- because the data didn't exist previously. The team was able to sequence the reptile data with the help of support from the ISU Center for Integrated Animal Genomics.

The wide range of variation discovered by the study may suggest that the insulin signaling network could be targeted by new medical therapies to treat conditions associated with aging, Bronikowski said.

"The variation indicates that there might be some flexibility in how these genes work," she said. "The next step might be to look at how we can influence the genes to produce better medical outcomes."

Story Source:

The above post is reprinted from materials provided by Iowa State University. Note: Materials may be edited for content and length.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

มหาวิทยาลัยรัฐรัฐไอโอวาใหม่ศึกษาเน้นอินซูลินตามปกติพันธุประหลาดใจเถ ทั้งสัตว์เลื้อยคลาน นกเลี้ยงลูกด้วยนมวิจัยการกำหนดขั้นตอนเพื่อความเข้าใจที่ดีขึ้นของการเผาผลาญ การเจริญเติบโต และอายุ และพฤษภาคมมีความเกี่ยวข้องด้านยาและสุขภาพของมนุษย์ กล่าวว่า แอนน์ Bronikowski ศาสตราจารย์การวิวัฒนาการ นิเวศวิทยา และชีววิทยา organismal และผู้เขียนเป้าหมายของการศึกษาอินซูลินตามปกติเป็นกระบวนการทางชีวภาพสำคัญที่ควบคุมอัตราการที่เซลล์เจริญเติบโต และแบ่ง และกำหนดอายุในที่สุด นักวิทยาศาสตร์เคยสมมติกระบวนการอยู่มากเหมือนกันทั่วราชอาณาจักรสัตว์ แต่การวิจัยใหม่แสดงว่า มนต์ทางพันธุกรรมในสัตว์เลื้อยคลานพัฒนาการรวมรูปแบบโปรตีนที่ไม่พบในการเลี้ยงลูกด้วยนม ค้นหาคำว่า แนะนำโปรตีนเหล่านี้ปฏิบัติหน้าที่ใหม่ หรือเพิ่มเติมในสัตว์เลื้อยคลานนักวิจัยมองเครือข่ายโมเลกุลที่เรียกว่าอินซูลินอินซูลินเหมือนสัญญาณและปลายทางของเครือข่าย rapamycin (ทอร์ IIS) เนื่องจากเครือข่าย IIS/ต. กำหนดลักษณะสำคัญของชีววิทยาสัตว์ นักวิทยาศาสตร์ได้ยาวคาดว่า เครือข่ายจะทำงานน้อยเหมือนกันในที่สุดสัตว์ชนิดนั้นBronikowski และ Fred Janzen ศาสตราจารย์วิวัฒนาการ นิเวศวิทยา และ ชีววิทยา organismal เสร็จสิ้นการศึกษารวมทั้งอดีต และปัจจุบันสมาชิกของห้องปฏิบัติการของพวกเขา ทีมวิจัยเปรียบเทียบ genomes ของเลี้ยงลูกด้วยนมและนก มี 17 ชนิดสัตว์เลื้อยคลาน ทีมพบการเปลี่ยนแปลงมากมายในฮอร์โมนและ receptors ของเครือข่าย bucks ภูมิปัญญาดั้งเดิม และบ่งชี้ว่า ฮอร์โมนที่ส่งผ่านอินซูลินมักดำเนินการฟังก์ชันเพิ่มเติมในสัตว์เลื้อยคลานBronikowski กล่าวว่า "การศึกษามีขั้นตอนที่สำคัญต่อการทำความเข้าใจว่าเครือข่าย IIS/ทอร์ อาจควบคุมความผันแปรในการเผาผลาญ โหมดของการทำซ้ำและอัตราของอายุ "เน้นตัวแปรทางพันธุกรรมที่เกิดขึ้นในธรรมชาติซึ่งอาจเป็นประโยชน์ในบริบทสุขภาพของมนุษย์ มันจึงวางส่วนการวิจัยในอนาคตเพื่อระบุตัวแปรพันธุกรรมธรรมชาติที่อาจทำงานร่วมกันในการเปลี่ยนแปลงการทำงานของเครือข่ายนี้ ซึ่งอาจยืมเป็นเผาผลาญอายุโรค และรักษา "การศึกษาก่อนหน้านี้ของอินซูลินตามปกติได้เน้นสายพันธุ์ที่ใช้เป็นแบบจำลองห้องปฏิบัติการ หนู แมลงวันผลไม้ และ nematodes การศึกษาใหม่เปรียบเทียบพันธุ์ 66 รวม 17 ชนิดสัตว์เลื้อยคลานที่มีสร้าง transcriptome ข้อมูล -หรือชุดของโมเลกุลอาร์เอ็นเอทั้งหมดในจีโนมเฉพาะ - เนื่องจากข้อมูลไม่มีอยู่ก่อนหน้านี้กลุ่มวิจัย ทีมได้ลำดับข้อมูลสัตว์เลื้อยคลาน ด้วยความช่วยเหลือสนับสนุนจากอินน์แอมส์ที่สำหรับรวมสัตว์ Genomicsหลากหลายรูปแบบที่พบ โดยการศึกษาอาจแนะนำที่อินซูลินที่สัญญาณเครือข่ายอาจมีการกำหนดเป้าหมาย โดยการรักษาทางการแพทย์ใหม่เพื่อรักษาสภาพที่เกี่ยวข้องกับอายุ Bronikowski กล่าวว่า"การเปลี่ยนแปลงที่บ่งชี้ว่า อาจมีบางความยืดหยุ่นในวิธีการทำงานของยีนเหล่านี้ เธอกล่าว "ขั้นตอนถัดไปอาจจะ ดูว่าเราสามารถมีผลกระทบต่อยีนเพื่อสร้างผลทางการแพทย์ที่ดี"ต้นเรื่อง:การโพสต์ข้างต้นคือ reprinted จากวัสดุจากมหาวิทยาลัยรัฐไอโอวา หมายเหตุ: อาจมีแก้ไขวัสดุสำหรับเนื้อหาและความยาว

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เป็นมหาวิทยาลัยมลรัฐไอโอวาการศึกษาใหม่เน้นอินซูลินส่งสัญญาณเปิดน่าแปลกใจความหลากหลายทางพันธุกรรมในสัตว์เลื้อยคลาน นก และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

ชุดการวิจัยขั้นตอนสำหรับการปรับปรุงความเข้าใจของการเผาผลาญอาหาร การเติบโต และอายุ และอาจจะมีผลกระทบต่อสุขภาพและการแพทย์ของมนุษย์ กล่าวว่า แอน bronikowski , รองศาสตราจารย์ของนิเวศวิทยาวิวัฒนาการและชีววิทยา organismal และผู้เขียนหลักของการศึกษา .

อินซูลินส่งสัญญาณเป็นสำคัญกระบวนการทางชีวภาพที่ควบคุมอัตราที่เซลล์เจริญเติบโตและแบ่งและในที่สุดควบคุมอายุ นักวิทยาศาสตร์เคยคิดว่ากระบวนการอยู่มากเหมือนกัน ทั้งสัตว์โลกแต่งานวิจัยใหม่แสดงให้เห็นว่าแนวทางพันธุกรรมสัตว์เลื้อยคลานมีวิวัฒนาการรวมถึงโปรตีนรูปแบบไม่พบในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม , การหาข้อเสนอแนะเหล่านี้โปรตีนเนินใหม่หรือฟังก์ชันเพิ่มเติมในสัตว์เลื้อยคลาน

นักวิจัยมองโมเลกุลที่เรียกว่า อินซูลิน / เครือข่ายการส่งสัญญาณเครือข่ายและเป้าหมายของราปาไมซิน ( IIS / TOR )เนื่องจาก IIS / TOR เครือข่ายควบคุมลักษณะสําคัญชีววิทยา , นักวิทยาศาสตร์ได้คาดการณ์ว่า เครือข่ายจะทำงานมากขึ้นหรือน้อยลงในสัตว์ชนิดเดียวกันมากที่สุด

bronikowski เฟรด แจนเซน ศาสตราจารย์ด้านนิเวศวิทยา วิวัฒนาการและชีววิทยา organismal จบการศึกษาพร้อมกับอดีตและปัจจุบันสมาชิกของห้องปฏิบัติการของพวกเขาทีมวิจัยเปรียบเทียบจีโนมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนกมีสัตว์เลื้อยคลาน 17 ชนิด ทางทีมงานพบความอุดมสมบูรณ์ของการเปลี่ยนแปลงในฮอร์โมนและตัวรับสัญญาณของเครือข่าย ซึ่งเหรียญปัญญาปกติ และพบว่า ฮอร์โมนอินซูลิน อาจส่งผ่านการฟังก์ชั่นเพิ่มเติม

ในสัตว์เลื้อยคลาน" การศึกษาให้ก้าวสำคัญสู่ความเข้าใจว่า IIS ต่อเครือข่ายอาจจะควบคุมการเปลี่ยนแปลงในการเผาผลาญอาหาร , โหมดของการสืบพันธุ์และอัตราของอายุ , " bronikowski กล่าว มันไฮไลท์พันธุกรรมสายพันธุ์ที่เกิดขึ้นในธรรมชาติที่อาจเป็นประโยชน์ในบริบทของสุขภาพของมนุษย์มันจึงวาง groundwork สำหรับการวิจัยในอนาคต ระบุพันธุกรรมสายพันธุ์ธรรมชาติที่อาจทำงานร่วมกันเพื่อแก้ไขการทำงานของเครือข่ายนี้ ซึ่งอาจจะให้ข้อมูลเชิงลึกในการเผาผลาญอาหารและผู้สูงอายุโรคและการรักษา . "

การศึกษาก่อนหน้านี้ของการส่งสัญญาณอินซูลินได้มุ่งเน้นในชนิดที่ใช้กันทั่วไปเป็นรุ่นทดลอง เช่น หนู แมลงวัน ผลไม้และพยาธิไส้เดือนตัวกลมการศึกษาใหม่เมื่อเทียบกับ 66 ชนิด รวมถึงสัตว์เลื้อยคลาน 17 ชนิด ซึ่งคณะวิจัยได้สร้างข้อมูลทราน ริปโตม - หรือชุดของโมเลกุลอาร์เอ็นเอทั้งหมดในจีโนมโดยเฉพาะ . . . เพราะข้อมูลไม่ได้อยู่ก่อนหน้านี้ ทีมได้ลำดับข้อมูลสัตว์เลื้อยคลานด้วยความช่วยเหลือสนับสนุนจากศูนย์ ISU สำหรับไร

สัตว์แบบบูรณาการช่วงกว้างของการค้นพบโดยการศึกษาจะชี้ให้เห็นว่าอินซูลินส่งสัญญาณเครือข่ายอาจจะตกเป็นเป้าหมายของการรักษาทางการแพทย์ใหม่เพื่อรักษาอาการที่เกี่ยวข้องกับอายุ bronikowski พูด

" การเปลี่ยนแปลง แสดงว่าน่าจะมีความยืดหยุ่นในยีนเหล่านี้ทำงานอย่างไร " เธอกล่าว" ขั้นตอนต่อไปอาจจะต้องดูว่าเราสามารถมีอิทธิพลต่อยีนผลิตผลทางการแพทย์ที่ดีกว่า "

เรื่องราวที่มา :

โพสต์ข้างต้นเป็นพิมพ์จากวัสดุโดยมหาวิทยาลัยรัฐไอโอวา หมายเหตุ : วัสดุอาจจะแก้ไขเนื้อหาและความยาว