Nutritional Control of Developmental Programs

发育计划的营养控制

基本信息

  • 批准号:
    0515682
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 48万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2005
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2005-08-01 至 2010-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Nutritional control of developmental programsThe long term goal of the proposed research is to elucidate the mechanism(s) by which nutritional cues are linked to the initiation of developmental programs in animals. This problem is fundamental to animal development, but has received relatively little attention at the molecular level. The simplicity of C. elegans and its ease of growth and manipulation makes it an ideal system for these studies. In particular, food availability during postembryonic development is simply controlled, and the worm's transparency allows developmental responses to food to be easily monitored. The proposal focuses on dissecting two genetic pathways: 1) a daf-18-mediated signaling pathway that actively controls the initiation of postembryonic development in response to food, and 2) the heterochronic gene pathway that times certain postembryonic events and is influenced by environmental conditions, including food availability. The presence of food initiates and coordinates timing of postembryonic developmental programs in diverse tissues of the worm. If nematodes are hatched in the absence of a food source, they arrest development. Work in the Rougvie laboratory indicates that DAF-18, the worm homolog of the tumor suppressor PTEN, is required for arrest of postembryonic developmental programs under starvation conditions. Components of the daf-18-mediated nutritional response pathway will be defined by testing candidate genes for involvement and by conducting genetic screens to identify novel components. Nutritional inputs also impinge upon the heterochronic gene pathway, but the mechanism by which these external signals influence timing genes is unknown. Temporal progression of postembryonic cell fates is triggered by the accumulation of the lin-4 microRNA which subsequently acts to down-regulate target genes. In the absence of food, lin-4 expression is not activated and development does not progress. In addition, another heterochronic gene, lin-42, is extremely sensitive to environmental conditions during development; its mutant phenotype is suppressed by adverse conditions. Genes will be identified that link environmental cues to the heterochronic gene pathway via lin-4 or lin-42. Broader impacts: This project will contribute to the training of a postdoctoral fellow, graduate and undergraduate students. Emphasis will be placed on developing testable hypotheses and critical interpretation of data. Past undergraduates in the laboratory have co-authored papers, and it is anticipated that undergraduate trainees supported with award will make similar contributions while conducting their research projects.
发育程序的营养控制拟议研究的长期目标是阐明营养线索与动物发育程序启动相关的机制。 这个问题对于动物发育至关重要,但在分子水平上受到的关注相对较少。 线虫的简单性及其易于生长和操作使其成为这些研究的理想系统。 特别是,胚胎后发育期间的食物供应很容易被控制,并且蠕虫的透明度使得对食物的发育反应易于监测。 该提案重点剖析两条遗传途径:1)daf-18介导的信号途径,主动控制响应食物的胚胎后发育的启动;2)异时基因途径,对某些胚胎后事件进行计时并受环境条件的影响,包括食物供应情况。 食物的存在启动并协调蠕虫不同组织中胚胎后发育程序的时间。 如果线虫在没有食物来源的情况下孵化,它们的发育就会停止。 Rougvie 实验室的工作表明,肿瘤抑制因子 PTEN 的蠕虫同源物 DAF-18 是饥饿条件下胚胎后发育程序停滞所必需的。 daf-18介导的营养反应途径的组成部分将通过测试参与的候选基因并通过进行遗传筛选来识别新的组成部分来定义。 营养输入也会影响异时基因途径,但这些外部信号影响计时基因的机制尚不清楚。 胚胎后细胞命运的时间进程是由 lin-4 microRNA 的积累触发的,lin-4 microRNA 随后下调靶基因。 在没有食物的情况下,lin-4 表达不会被激活,发育也不会进行。 此外,另一个异时基因lin-42在发育过程中对环境条件极其敏感。其突变表型受到不利条件的抑制。 将鉴定通过 lin-4 或 lin-42 将环境线索与异时基因途径联系起来的基因。 更广泛的影响:该项目将有助于培养博士后、研究生和本科生。 重点将放在开发可检验的假设和对数据的批判性解释上。 实验室过去的本科生有共同撰写的论文,预计获得奖励的本科生将在开展研究项目时做出类似的贡献。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

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  • 通讯作者:
    堅田利明
The insulin/IGF signaling and Rag-mediated pathways couple nutrients and stem cell quiescence in C.elegans
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  • 作者:
    福山征光;佐久健介;朴梨瑛;下村裕 美;春日秀文;Ann Rougvie;堅田利明;福山征光
  • 通讯作者:
    福山征光

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