ショウジョウバエのPTPMT1は気管の空気充填に機能している

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iScience.2020 Jun;23(7):101285. S2589-0042(20)30472-7. doi: 10.1016/j.isci.2020.101285.Epub 2020-06-20.

ショウジョウバエのPTPMT1は気管の空気充填に機能している

Drosophila PTPMT1 Has a Function in Tracheal Air Filling.

Amanda M Papakyrikos
Min Joo Kim
Xinnan Wang

PMID: 32629421 PMCID: PMC7334580. DOI: 10.1016/j.isci.2020.101285.

抄録

ハエの気管は哺乳類の肺に相当し、ヒトの呼吸器疾患のモデルとして有用である。しかし、幼虫発生期の気管空気充填の分子機構についてはほとんど知られていません。本研究では、PTPMT1が気管空気充填に関与していることを発見しました。PTPMT1は、広く保存されており、ユビキタスに発現するミトコンドリアホスファターゼである。遺伝的に気管充填可能な無脊椎動物におけるPTPMT1の機能を明らかにし、その機能が組織特異的であるかどうかを明らかにするために、我々はショウジョウバエのPTPMT1枯渇モデルを作成した。その結果、ハエのPTPMT1変異体は気管内の空気充填とそれに続く自然免疫応答の活性化に障害を示すことがわかった。細胞レベルでは、これらの障害は気管上皮細胞内でのミトコンドリアの凝集に先行している。本研究では、ハエの気管上皮細胞において、空気充填をサポートし、免疫活性化を防ぐために、PTPMT1が細胞型特異的な役割を果たしていることを示した。このモデルを確立することで、インビボでのPTPMT1の生理機能の探索が容易になると考えられます。

The fly trachea is the equivalent of the mammalian lung and is a useful model for human respiratory diseases. However, little is known about the molecular mechanisms underlying tracheal air filling during larval development. In this study, we discover that PTPMT1 has a function in tracheal air filling. PTPMT1 is a widely conserved, ubiquitously expressed mitochondrial phosphatase. To reveal PTPMT1's functions in genetically tractable invertebrates and whether those functions are tissue specific, we generate a Drosophila model of PTPMT1 depletion. We find that fly PTPMT1 mutants show impairments in tracheal air filling and subsequent activation of innate immune responses. On a cellular level, these defects are preceded by aggregation of mitochondria within the tracheal epithelial cells. Our work demonstrates a cell-type-specific role for PTPMT1 in fly tracheal epithelial cells to support air filling and to prevent immune activation. The establishment of this model will facilitate exploration of PTPMT1's physiological functions in vivo.