果蝇发育过程中动态变化的肌醇磷酸网络

肌醇磷酸（InsPs）和肌醇焦磷酸（PP-InsPs）是细胞信号传导与代谢的关键调控因子，然而，真核系统中 InsP/PP-InsP 网络在发育过程中的变化仍然知之甚少。在此，我们结合异构体分辨的毛细管电泳-质谱联用（CE-MS）与遗传扰动，表征了黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）发育过程中的 InsP 代谢。我们的分析揭示了 InsP 通路在发育过程中存在广泛的重编程：早期发育阶段表现出广泛的低阶异构体多样性，而这一状态随后逐步收窄，进入一种更受限的代谢状态，并在后期阶段富集 Ins(1,3,4,5,6)P5、InsP6 和 PP-InsPs。变态发育的特征是 5-PP-InsP5 显著增加，并在成虫中成为主要的焦磷酸物种。对特异性激酶的扰动表明，这种代谢重塑对于发育进程至关重要。RNAi 介导的 IPK2 耗减通过降低 InsP5 水平破坏了高阶 InsP 的合成，并导致变态发育失败。IPK1 耗减会延缓发育，并在 InsP5 库内诱导显著的异构体选择性再分布，表明除简单前体积累之外，还存在网络层面的变化。IP6K 耗减则特异性地消除了 5-PP-InsP5 的生成，损害了蛹期的组织形态发生，并导致羽化后快速死亡。出乎意料的是，IPK2 或 IP6K 任一者的耗减都会导致 2-PP-InsP5 的出现。总体而言，这些发现确立了黑腹果蝇 InsP 通路是一个受动态调控的发育网络，尤其富含此前未被描述的 InsP 异构体；在该网络中，阶段特异性的代谢重塑与变态发育、组织成熟及成虫存活能力相伴随。

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