Dramatic changes in mitochondrial substrate use at critically high temperatures: a comparative study using <i>Drosophila</i>
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Ectotherm thermal tolerance is critical to species distribution, but at present the physiological underpinnings of heat tolerance remain poorly understood. Mitochondrial function is perturbed at critically high temperatures in some ectotherms, including insects, suggesting that heat tolerance of these animals is linked to failure of oxidative phosphorylation (OXPHOS) and/or ATP production. To test this hypothesis, we measured mitochondrial oxygen consumption rate in six Drosophila species with different heat tolerance using high-resolution respirometry. Using a substrate–uncoupler–inhibitor titration protocol, we examined specific steps of the electron transport system to study how temperatures below, bracketing and above organismal heat limits affect mitochondrial function and substrate oxidation. At benign temperatures (19 and 30°C), complex I-supported respiration (CI-OXPHOS) was the most significant contributor to maximal OXPHOS. At higher temperatures (34, 38, 42 and 46°C), CI-OXPHOS decreased considerably, ultimately to very low levels at 42 and 46°C. The enzymatic catalytic capacity of complex I was intact across all temperatures and accordingly the decreased CI-OXPHOS is unlikely to be caused directly by hyperthermic denaturation/inactivation of complex I. Despite the reduction in CI-OXPHOS, maximal OXPHOS capacity was maintained in all species, through oxidation of alternative substrates – proline, succinate and, particularly, glycerol-3-phosphate – suggesting important mitochondrial flexibility at temperatures exceeding the organismal heat limit. Interestingly, this failure of CI-OXPHOS and compensatory oxidation of alternative substrates occurred at temperatures that correlated with species heat tolerance, such that heat-tolerant species could defend ‘normal’ mitochondrial function at higher temperatures than sensitive species. Future studies should investigate why CI-OXPHOS is perturbed and how this potentially affects ATP production rates.
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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 | 0,001 | 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 ».