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Título :	A heuristic model for paradoxical effects of biotin starvation on carbon metabolism genes in the presence of abundant glucose
Creador:	Velazquez Arellano Antonio
Nivel de acceso:	Open access
Palabras clave :	Adenilato quinasa - química Adenilato Quinasa - Metabolismo Animales Ácido aspártico - metabolismo Biotina - deficiencia Biotina - metabolismo Caenorhabditis elegans - metabolismo Perfilación de expresión génica Glucosa - metabolismo Hombre Redes y las vías metabólicas - genética Oxígeno - metabolismo Fosforilación Ratas Wistar Saccharomyces cerevisiae - metabolismo Transducción de señal TOR de serina-treonina quinasas genética Transcripción genética Adenylate Kinase - chemistry Adenylate Kinase - metabolism Animals Aspartic Acid - metabolism Biotin - deficiency* Biotin - metabolism Caenorhabditis elegans - metabolism Gene Expression Profiling Glucose - metabolism* Male Metabolic Networks and Pathways - genetics* Oxygen - metabolism Phosphorylation RNA, Messenger - metabolism Rats Rats, Wistar Saccharomyces cerevisiae - metabolism* Signal Transduction TOR Serine-Threonine Kinases - genetics Transcription, Genetic Biotina Levadura Saccharomyces cerevisiae Nematodo Caenorhabditis elegans Rata Rattus norvegicus Glucosa Acido graso β-oxidación Gluconeogénesis Glicolisis Fermentación ATP AMPK Snf1 Microarrays SREBP-1c ChREBP NAMPT PGC-1α mTORC1 Adr1 Cat8 Sip4 Mig1 HXK2 Rgt1 Vía de la insulina Adiponectinas Vía JAK / STAT Metabolismo del carbono Resistencia a la insulina Anaplerosis Deficiencia de piruvato carboxilasa Aspartato Biotin Yeast Saccharomyces cerevisiae Nematode Caenorhabditis elegans Rat Rattus norvegicus Glucose Fatty acid β-oxidation Gluconeogenesis Glycolysis Fermentation ATP AMPK Snf1 Microarrays SREBP-1c ChREBP NAMPT PGC-1α mTORC1 Adr1 Cat8 Sip4 Mig1 HXK2 Rgt1 Insulin pathway Adiponectins JAK/STAT pathway Carbon metabolism Insulin resistance Anaplerosis Pyruvate carboxylase deficiency Aspartate
Descripción :	Recientemente se demostró que en la inactividad de la biotina en la levadura Saccharomyces cerevisiae, el nematodo Caenorhabditis elegans y la rata Rattus norvegicus, a pesar de la provisión abundante de glucosa, se redujo la expresión de genes para la utilización de glucosa y la lipogénesis y para β-oxidación y gluconeogénesis de ácidos grasos; Se redujo el flujo glicolítico / fermentativo. Este trabajo exploró los mecanismos de estos resultados. Mostramos que están asociados con el déficit de ATP y la activación del sensor de tensión energética AMP quinasa (AMPK, Snf1 en levadura). El análisis de los resultados de microarrays reveló cambios extensos de transcripciones para vías de transducción de señales y factores de transcripción AMPK, SREBP-1c, ChREBP, NAMPT, PGC-1α, mTORC1 en rata y sus homólogos en gusano. En la levadura los transcritores de factor alterado fueron Adr1, Cat8, Sip4, Mig1, HXK2 y Rgt1. La vía de la insulina se enriqueció negativamente (en la rata y el gusano), mientras que las vías adiponectinas y JAK / STAT aumentaron (sólo en la rata, activan la AMPK). Todos estos cambios explican los efectos de la inactividad de la biotina sobre la utilización de la glucosa, el estado energético y la expresión génica del metabolismo del carbono de manera coherente en tres eucariotas filogenéticamente distantes y pueden tener significación clínica en humanos, ya que los efectos recuerdan resistencia a la insulina. Proponemos un modelo general para integrar estos resultados en circuitos reguladores, de acuerdo con la biología de cada especie, basada en anaplerosis debilitada por deficiencia de piruvato carboxilasa, que tienen una lógica subyacente básica. En un ensayo preliminar en levadura, el aspartato corrige todas las alteraciones producidas por la inanición de biotina We recently showed that in biotin starvation in yeast Saccharomyces cerevisiae, nematode Caenorhabditis elegans and rat Rattus norvegicus, despite abundant glucose provision, the expression of genes for glucose utilization and lipogenesis were lowered, and for fatty acid β-oxidation and gluconeogenesis were raised, and glycolytic/fermentative flow was reduced. This work explored the mechanisms of these results. We show that they are associated with ATP deficit and activation of the energy stress sensor AMP kinase (AMPK; Snf1 in yeast). Analysis of microarray results revealed extensive changes of transcripts for signal transduction pathways and transcription factors AMPK, SREBP-1c, ChREBP, NAMPT, PGC-1α, mTORC1 in rat, and their homologs in worm. In yeast the altered factor transcripts were Adr1, Cat8, Sip4, Mig1, HXK2, and Rgt1. The insulin pathway was negatively enriched (in rat and worm), whereas the adiponectins and JAK/STAT pathways were increased (present only in the rat; they activate AMPK). Together, all these changes explain the effects of biotin starvation on glucose utilization, energy status and carbon metabolism gene expression in a coherent manner across three phylogenetically distant eukaryotes and may have clinical significance in humans, since the effects are reminiscent of insulin resistance. We propose a general model for integrating these results in regulatory circuitries, according to the biology of each species, based on impaired anaplerosis due to pyruvate carboxylase deficiency, that have a basic underlying logic. In a preliminary test in yeast, aspartate corrects all the alterations produced by biotin starvation. © 2010 Elsevier Inc.
Colaborador(es) u otros Autores:	Ortega Cuellar Daniel Hernández Mendoza Armando Moreno Arriola Elizabeth
Fecha de publicación :	2011
Tipo de publicación:	Artículo
Formato:	pdf
Identificador del Recurso :	10.1016/j.ymgme.2010.08.021
Fuente:	Molecular Genetics and Metabolism 102(1):69 - 77
URI :	http://repositorio.pediatria.gob.mx:8180/handle/20.500.12103/2110
Idioma:	eng
Aparece en las colecciones:	Artículos

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