Conserved properties of <i>Drosophila</i> Insomniac link sleep regulation and synaptic function
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Sleep is an ancient animal behavior that is regulated similarly in species ranging from flies to mammals. Various genes that regulate sleep have been identified in invertebrates, but whether the functions of these genes are conserved in mammals remains poorly explored. Drosophila insomniac (inc) mutants exhibit severely shortened and fragmented sleep. Inc protein physically associates with the Cullin-3 (Cul3) ubiquitin ligase, and neuronal depletion of Inc or Cul3 strongly curtails sleep, suggesting that Inc is a Cul3 adaptor that directs the ubiquitination of neuronal substrates that regulate sleep. Three proteins similar to Inc exist in vertebrates—KCTD2, KCTD5, and KCTD17—but are uncharacterized within the nervous system and their functional conservation with Inc has not been addressed. Here we show that Inc and its mouse orthologs exhibit striking biochemical and functional interchangeability within Cul3 complexes. Remarkably, KCTD2 and KCTD5 restore sleep to inc mutants, indicating that they can substitute for Inc in vivo and engage its neuronal targets that impact sleep. Inc and its orthologs traffic similarly within fly and mammalian neurons and are present at synapses, suggesting that their substrates include synaptic proteins. Consistent with such a mechanism, inc mutants exhibit defects in synaptic structure and physiology, indicating that Inc is vital for both synaptic function and sleep. Our findings reveal that molecular functions of Inc are conserved through ~600 million years of evolution and support the hypothesis that Inc and its orthologs participate in an evolutionarily conserved ubiquitination pathway that links synaptic function and sleep regulation. Author summary Sleep is ubiquitous among animals and is regulated in a similar manner across phylogeny, but whether conserved molecular mechanisms govern sleep is poorly defined. The Insomniac protein is vital for sleep in Drosophila and is a putative adaptor for the Cul3 ubiquitin ligase. We show that two mammalian orthologs of Insomniac can restore sleep to flies lacking Insomniac, indicating that the molecular functions of these proteins are conserved through evolution. Our comparative analysis reveals that Insomniac and its mammalian orthologs localize to neuronal synapses and that Insomniac impacts synaptic structure and physiology. Our findings suggest that Insomniac and its mammalian orthologs are components of an evolutionarily conserved ubiquitination pathway that links synaptic function and the regulation of sleep.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».