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LITE-1

LITE-1 is a novel photoreceptor found in Caenorhabditis elegans . [ 1 ] It exhibits blue light photoreceptor activity. Is involved in several processes, including negative photo...

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LITE-1 is a novel photoreceptor found in Caenorhabditis elegans.[1] It exhibits blue light photoreceptor activity. Is involved in several processes, including negative phototaxis, phototransduction, and response to UV light.[2] Many organisms have photosensitive proteins, yet only two types of photoreceptors, opsins and cryptochromes, have been discovered in metazoans until LITE-1.[1] This photoreceptor is much more efficient at absorbing both ultraviolet light, 10 to 100 times greater than the two other types found in the animal kingdom.[3]

Structure and Function

Structural models show LITE-1 is a tetramer containing four subunits with a reversed membrane topology (C-terminus extracellular, N-terminus intracellular), within each subunit has seven transmembrane (7-TM) helices. The overall structure resembles insect olfactory and gustatory receptors which are tetrameric ion channels.[4] Depending where light hits it can be either forward or reverse acceleration.[5] The exact mechanism is still under investigation.[4]

A pocket was found likely holding a light-sensitive molecule (chromophore) with other important cysteine to help attach it. Light is absorbed, energy then passes through certain amino acids to the chromophore changing the shape of the protein allowing a chemical reaction opening the ion channel. Additionally to light responses, the protein is regulated by redox conditions responding to Hydrogen peroxide (H202), cysteine residues such as C44, C258, and C394 further establishing how essential it is to the protein.[4] LITE-1 is also responsive to oxidative stress signals. Animals lacking in the protein Peroxiredoxin PRDX-2 is seen to reduce light-induced responses as it mediates redox (oxidation-reduction) mechanism.[6]

Mechanism of (H202) induced activation oxidizing PRDX-2 leading to LITE-1 or GUR-3 activation

Neural Function

En relación con los receptores sensoriales de los insectos , se expresa en múltiples neuronas como AVG, PVT y ASK. La pérdida de LITE-1 reduce el comportamiento de evitación de la luz, pero al restaurarse, particularmente en la neurona AVG, la respuesta puede ocurrir; si bien PVT y ASK contribuyen, no son esenciales. AVG es responsable de la respuesta de escape de aceleración hacia adelante y hacia atrás, formando sinapsis con neuronas que implican la aceleración inversa. [ 5 ]

Proteína similar

GUR-3 es estructuralmente similar y pertenece a la misma familia de proteínas; ambas responden a señales relacionadas con la luz y presentan reacciones oxidativas. Sin embargo, existen diferencias clave: LITE-1 es más eficaz como fotorreceptor, capaz de funcionar de forma independiente o conjunta, mientras que GUR-3 es menos eficaz por sí solo y detecta principalmente señales químicas. [ 4 ]

Función biológica

Anatomía de Caenorhabditis elegans

Además, en presencia del complejo proteico BBSome, asociado al síndrome de Bardet-Biedl (BBS) , una rara mutación genética, se promueve la estabilidad de LITE-1. El BBSome inhibe la señalización DLK-MAPK, preservando así los niveles de LITE-1 que, de otro modo, provocarían su degradación. Esto afecta a las neuronas fotosensoriales ASH ubicadas en la cabeza, lo que permite que se produzcan comportamientos de evitación inducidos por la luz, constituyendo la defensa de C. elegans contra los peligros ambientales. [ 7 ]

Evitar los rayos X

En un estudio de 2023, se evaluaron las respuestas a la estimulación con rayos X en C. elegans de diferentes variantes, incluyendo una variante silvestre, una deficiente en LITE-1 y otra deficiente en GUR-3. Los gusanos de tipo silvestre mostraron un comportamiento de evitación locomotora, mientras que los deficientes en LITE-1 no respondieron y los deficientes en GUR-3 tuvieron reacciones normales. Esto indica que LITE-1, pero no GUR-3, media la evitación inducida por rayos X. [ 8 ]

Referencias

  1. ^ Gong , Jianke; Yuan, Yiyuan; Barrio, Alex; Kang, Lijun; Zhang, Bi; Wu, Zhiping; Peng, Junmin; Feng, Zhaoyang; Liu, Jianfeng; Xu, XZ Shawn (noviembre de 2016). "El receptor del gusto de C. elegans homólogo LITE-1 es un fotorreceptor" . Celúla . 167 (5): 1252–1263.e10. doi : 10.1016/j.cell.2016.10.053 . ISSN 1097-4172 . PMC 5388352 . PMID 27863243 .   
  2. ↑ "lite-1 (gen) - WormBase: Recurso de información sobre nematodos" . wormbase.org . Consultado el 5 de mayo de 2020 .
  3. ↑ Geggel, Laura (17 de noviembre de 2016). "Gusanos diminutos y sin ojos poseen células detectoras de luz completamente nuevas" . livescience.com . Consultado el 10 de mayo de 2020 .
  4. ^ Hanson , Sonya M .; Scholüke, enero; Liewald, Jana; Sharma, Rachita; Astucia, Christiane; Engel, Marcial; Schüler, Cristina; Klaus, Annabel; Arghittu, Serena; Baumbach, Franziska; Seidenthal, Marius; Eneldo, Holger; Hummer, Gerhard; Gottschalk, Alejandro (21 de agosto de 2023). "El análisis de estructura-función sugiere que el fotorreceptor LITE-1 es un canal iónico activado por luz" . Biología actual . 33 (16): 3423–3435.e5. Código Bib : 2023CBio...33E3423H . doi : 10.1016/j.cub.2023.07.008 . ISSN 0960-9822 . PMID 37527662 .  
  5. 1 2 Dunkel, Eva; Aoki, Ichiro; Bergs, Amelie; Gottschalk, Alexander (2025-06-04). "Neuronas y moléculas involucradas en la sensación de luz nociva en Caenorhabditis elegans" . G3 (Bethesda, Md.) . 15 (6) jkaf086. doi : 10.1093/g3journal/jkaf086 . ISSN 2160-1836 . PMC 12135013. PMID 40238937 .   
  6. ↑ Zhang, Xinxing; Liu, Jinzhi; Pan, Tong; Ward, Alex; Liu, Jianfeng; Xu, XZ Shawn (2022-06-20). " Una función independiente de los cilios del BBSome mediada por la señalización DLK-MAPK en la fotosensibilidad de C. elegans" . Developmental Cell . 57 (12): 1545–1557.e4. doi : 10.1016/j.devcel.2022.05.005 . ISSN 1534-5807 . PMC 9233093. PMID 35649417 .   
  7. ↑ Quintin, Sophie; Aspert, Théo; Ye, Tao; Charvin, Gilles (2022-09-29). "Mecanismos distintos subyacen a la detección de H2O2 en la cabeza y la cola de C. elegans" . PLOS ONE . 17 (9) e0274226. Bibcode : 2022PLoSO..1774226Q . doi : 10.1371/journal.pone.0274226 . ISSN 1932-6203 . PMC 9521893. PMID 36173997 .   
  8. ^ Cañón, Kelli E.; Ranasinghe, Meenakshi; Millhouse, Paul W.; Roychowdhury, Ayona; Dobrunz, Lynn E.; Foulger, Stephen H.; Gauntt, David M.; Anker, Jeffrey N.; Negrita, Mark (10 de agosto de 2023). "LITE-1 media las respuestas conductuales a los rayos X en Caenorhabditis elegans" . Fronteras en Neurociencia . 17 1210138.doi : 10.3389/ fnins.2023.1210138 . ISSN 1662-453X . PMC 10450342 . PMID 37638310 .