Caenorhabditis elegansのシグナル伝達経路は、トロイの木馬のような病因における誘引剤2-ヘプタノンに対する走化性反応を媒介します

線虫Caenorhabditis elegansは、食物や病原体に関連する幅広い臭気剤に対する行動反応を示します。以前の研究では、トロイの木馬のような病因の戦略が説明されています。これにより、細菌バチルス線虫B16は、揮発性有機化合物2-ヘプタノンを放出して、感染を成功させるためにC. elegansを閉じ込めます。ここでは、2-ヘプタノンの受容体とC. elegansのシグナル伝達に関与する経路をさらに調査しました。私たちの実験は、2-ヘプタンンセンシングがAWCニューロンの機能に依存していることを示し、上記の観察では、表面にSTR-2を発現するHEK293細胞は、2-ヘプタノン用途の後に細胞内Ca2+レベルの過渡的な上昇を示しました。RNA干渉と遺伝子変異体のアッセイを組み合わせた後、EGL-30およびGPA-3、ホスホリパーゼCのGαサブユニットを含む2-ヘパノンに応答するために必要な嗅覚シグナルカスケードのGαサブユニットとその下流成分も同定しました。PLC-1およびEGL-8の、およびCMK-1およびCal-1のカルシウムチャネルの。私たちの研究は、C。elegansの2-ヘプタノン応答のための統合されたシグナル伝達経路がGPCR STR-2による認識、EGL-30/GPA-3のGαサブユニットによる活性化、PLC経路への移行を初めて示し、それを示していることを示しています。潜在的に新しい嗅覚経路がAWCニューロンに存在します。一方、病原性細菌Bからの代謝物である2-ヘプタノンは、C。elegansによって強く感知され、したがってその宿主を強く引き付けることができます。。

The nematode Caenorhabditis elegans exhibits behavioral responses to a wide range of odorants associated with food and pathogens. A previous study described a Trojan Horse-like strategy of pathogenesis whereby the bacterium Bacillus nematocida B16 emits the volatile organic compound 2-heptanone to trap C. elegans for successful infection. Here, we further explored the receptor for 2-heptanone as well as the pathway involved in signal transduction in C. elegans Our experiments showed that 2-heptanone sensing depended on the function of AWC neurons and a GPCR encoded by str-2 Consistent with the above observation, the HEK293 cells expressing STR-2 on their surfaces showed a transient elevation in intracellular Ca2+ levels after 2-heptanone applications. After combining the assays of RNA interference and gene mutants, we also identified the Gα subunits and their downstream components in the olfactory signal cascade that are necessary for responding to 2-heptanone, including Gα subunits of egl-30 and gpa-3, phospholipase C of plc-1and egl-8, and the calcium channel of cmk-1 and cal-1. Our work demonstrates for the first time that an integrated signaling pathway for 2-heptanone response in C. elegans involves recognition by GPCR STR-2, activation by Gα subunits of egl-30/gpa-3 and transfer to the PLC pathway, indicating that a potentially novel olfactory pathway exists in AWC neurons. Meanwhile, since 2-heptanone, a metabolite from the pathogenic bacterium B. nematocida B16, can be sensed by C. elegans and thus strongly attract its host, our current work also suggested coevolution between the pathogenic microorganism and the chemosensory system in C. elegans.