A Search for Genes Required for Synthesis of the Fruit Fly Seminal Galactoside Beta-D-Galactoside-1-(1-Glyceryl)-4-(2-Aminoethyl)-Phosphate Using Direct Infusion Mass Spectrometry (DI-MS)

Abstract

초파리 암컷의 정자 배출 행동은 교미 후 성 선택 방법 중 하나 입니다. 이는 암컷이 다른 수컷들의 경쟁을 허락하게 합니다. Dh44-PI 뉴런은 당에 의해 활성화가 되어 정자 배출 행동을 조절하는 뉴런으로 알려져 있고, 수컷의 생식선 부속샘에서 발견되는 β-D-galactose 1-(1-glyceryl)-4-(2-aminoethyl)-phosphate (MS377) 당이 Dh44-PI 뉴런을 활성 화시키고 정자 배출 행동을 지연시킵니다. 아직까지 MS377 합성 과정이 알려져 있지 않습니다. MS377 합성 과정을 살펴보기 위해 13 C-포도당 내부 표준 물질을 이용하여 1269개의 GenExel EP 라인들의 MS377 을 직접 주입 질량 분석법으로 정량화하여 MS377 합성에 관여하는 유전자들의 목록을 살펴보았습니다. 그 중 DAG 생합성 과정에 관여 하는 1-acylglycerol-3-phosphate O-acyltransferase와 phospholipase A에 집중하여, MS377의 글리세롤이 DAG의 글리세롤에서 유래한 것이라고 가설을 세웠으며, MS377 분자 구성을 고려해 추가적으로 EtNP 전달효 소와 UDP-포도당 전달효소가 MS377 합성에 관여하는 효소일 것이라 가설을 세웠습니다. 정말로 이러한 효소들이 MS377 합성에 관여하는지 살펴보기 위해 UDP-포도당 전달효소, EtNP 전달효소, PLA의 RNAi 라인들을 가지고 DI-MS 분석을 진행하였고, 결과적으로 대조군에 비해서 유의미하게 MS377 수준이 떨어지는 RNAi gene들이 몇 개 있었 습니다. 결과적으로 UDP-포도당 전달효소, EtNP 전달효소, PLA 효소는 MS377 형성에 영향을 미칩니다.|Sperm ejection behavior of female Drosophila is a mean for postcopulatory sexual selection. This allows female to compete with other males. Dh44-PI neurons are activated by sugar to regulate sperm ejection behavior. Henceforth, β-D-galactose 1-(1-glyceryl)-4-(2-aminoethyl)-phosphate (MS377) found in the male Drosophila accessory gland activates Dh44-PI neurons and delays sperm ejection behavior. To understand the MS377 synthesis process, MS377 extracts from 1,269 GenExel EP-lines were analyzed using direct infusion mass spectrometry (DI-MS). The 100 lines with the lowest MS377 level showed a level of less than 50% compared to the control. Considering the molecular composition of MS377, Seong Jin Kim hypothesized that UDP-glucosyltransferase, ethanolamine phosphate (EtNP) transferase, and phospholipase A (PLA) enzymes are involved in MS377 synthesis. Further analyzed RNAi-knockdown lines of 6 UDP-glucosyltransferase genes, 5 EtNP transferase genes, and 15 PLA genes. As a result, there were several genes in which MS377 was significantly lower than control. Consequently, UDP-glucosyltransferase, EtNP transferase, and PLA enzymes affect MS377 synthesis.