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Transforming Growth Factor beta/Activin Signaling Functions as a Sugar-Sensing Feedback Loop to Regulate Digestive Enzyme Expression

Résumé

Organisms need to assess their nutritional state and adapt their digestive capacity to the demands for various nutrients. Modulation of digestive enzyme production represents a rational step to regulate nutriment uptake. However, the role of digestion in nutrient homeostasis has been largely neglected. In this study, we analyzed the mechanism underlying glucose repression of digestive enzymes in the adult Drosophila midgut. We demonstrate that glucose represses the expression of many carbohydrases and lipases. Our data reveal that the consumption of nutritious sugars stimulates the secretion of the transforming growth factor beta (TGF-beta) ligand, Dawdle, from the fat body. Dawdle then acts via circulation to activate TGF-beta/Activin signaling in the midgut, culminating in the repression of digestive enzymes that are highly expressed during starvation. Thus, our study not only identifies a mechanism that couples sugar sensing with digestive enzyme expression but points to an important role of TGF-beta/Activin signaling in sugar metabolism.

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Proximité ontologique
Concepts associés (32)
Enzyme
redresse=1.5|vignette| Représentation d'une α-glucosidase () avec à sa droite le substrat au-dessus des produits de réaction . redresse=1.5|vignette|Diagramme d'une réaction catalysée montrant l'énergie E requise à différentes étapes suivant l'axe du temps t. Les substrats A et B en conditions normales requièrent une quantité d'énergie E1 pour atteindre l'état de transition A...B, à la suite duquel le produit de réaction AB peut se former. L'enzyme E crée un microenvironnement dans lequel A et B peuvent atteindre l'état de transition A.
Cinétique enzymatique
La cinétique enzymatique a pour objet d'identifier et de décrire les mécanismes des réactions biochimiques, catalysées par les enzymes (réaction enzymatique), en étudiant leur vitesse c'est-à-dire leur évolution en fonction du temps. En partant des enzymes isolées et en allant vers les systèmes métaboliques organisés et intégrés, la cinétique enzymatique permet de décrire quantitativement les propriétés catalytiques des enzymes et les mécanismes mis en place pour leur régulation.
Expression génétique
L'expression des gènes, encore appelée expression génique ou expression génétique, désigne l'ensemble des processus biochimiques par lesquels l'information héréditaire stockée dans un gène est lue pour aboutir à la fabrication de molécules qui auront un rôle actif dans le fonctionnement cellulaire, comme les protéines ou les ARN. Même si toutes les cellules d'un organisme partagent le même génome, certains gènes ne sont exprimés que dans certaines cellules, à certaines périodes de la vie de l'organisme ou sous certaines conditions.
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