Dietary flexibility in digestive enzyme activity is widespread in vertebrates, but mechanisms are poorly understood. When laboratory rats are switched to higher carbohydrate diet, activity of intestinal sucrase-isomaltase (SI) increases within 6-12 h, mainly by rapid increase in enzyme transcription followed by rapid translation and translocation to the intestine's apical, brush border membrane (BBM). We performed the first unified study of the overall process in birds, relying on activity, proteomic and transcriptomic data from nestling house sparrows (Passer domesticus). They switch naturally from low-starch insect diet to higher-starch seed diet, and SI is responsible for all their intestinal maltase and sucrase activities. Twenty-four hours after a switch to a high-starch diet, SI activity was increased, but not at 12 h post-diet switch. SI was the only hydrolase increased in the BBM, and its relative abundance and activity were positively correlated. Twenty-four hours after a reverse switch back to the lower-starch diet, SI activity was decreased, but not at 12 h post-diet switch. Parallel changes in SI mRNA were associated with the changes in SI activity in both diet switch experiments. This is the first demonstration that birds may rely on rapid increase in abundance of SI and its mRNA when adjusting to high starch diet. Although the mechanisms underlying dietary induction of intestinal enzymes seem similar in nestling house sparrows and laboratory rodents, time course for modulation in nestlings seemed half as fast compared to laboratory rodents. This may be understandable considering differences in ecology and evolution.

中文翻译：

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饮食对高淀粉的适应涉及到巢雀麻雀中蔗糖异麦芽糖酶及其mRNA相对丰度的增加

脊椎动物消化酶活性具有饮食灵活性，但对机理的了解却很少。当实验大鼠改用高碳水化合物饮食时，肠蔗糖异麦芽糖酶（SI）的活性会在6-12小时内增加，主要是酶的转录迅速增加，然后迅速翻译并转移到肠的心尖，刷状缘膜（BBM） 。我们依靠鸟类雏鸟（Passer domesticus）的活性，蛋白质组学和转录组学数据，对鸟类的整个过程进行了首次统一研究。他们自然地从低淀粉昆虫饮食转向高淀粉种子饮食，SI负责其所有肠道麦芽糖酶和蔗糖酶的活动。改用高淀粉饮食后二十四小时，SI活性增加了，但在饮食切换后的12小时没有增加。SI是BBM中唯一增加的水解酶，并且其相对丰度和活性呈正相关。反向转换回低淀粉饮食后二十四小时，SI活性降低，但在饮食转换后12 h并未降低。在两个饮食转换实验中，SI mRNA的平行变化与SI活性的变化相关。这是首次证明鸟类在适应高淀粉饮食时可能依赖于SI及其mRNA丰度的快速增加。尽管在雏鸟麻雀和实验室啮齿动物中，饮食中肠道酶诱导的机制似乎相似，但与实验室啮齿动物相比，雏鸟调制的时程似乎快一半。考虑到生态和进化上的差异，这可能是可以理解的。其相对丰度和活性呈正相关。反向转换回低淀粉饮食后二十四小时，SI活性降低，但在饮食转换后12 h并未降低。在两个饮食转换实验中，SI mRNA的平行变化与SI活性的变化相关。这是首次证明鸟类在适应高淀粉饮食时可能依赖于SI及其mRNA丰度的快速增加。尽管在雏鸟麻雀和实验室啮齿动物中，饮食中肠道酶诱导的机制似乎相似，但与实验室啮齿动物相比，雏鸟调制的时程似乎快一半。考虑到生态和进化上的差异，这可能是可以理解的。其相对丰度和活性呈正相关。反向转换回低淀粉饮食后二十四小时，SI活性降低，但在饮食转换后12 h并未降低。在两个饮食转换实验中，SI mRNA的平行变化与SI活性的变化相关。这是首次证明鸟类在适应高淀粉饮食时可能依赖于SI及其mRNA丰度的快速增加。尽管在雏鸟麻雀和实验室啮齿动物中，饮食中肠道酶诱导的机制似乎相似，但与实验室啮齿动物相比，雏鸟调制的时程似乎快一半。考虑到生态和进化上的差异，这可能是可以理解的。反向转换回低淀粉饮食后二十四小时，SI活性降低，但在饮食转换后12 h并未降低。在两个饮食转换实验中，SI mRNA的平行变化与SI活性的变化相关。这是首次证明鸟类在适应高淀粉饮食时可能依赖于SI及其mRNA丰度的快速增加。尽管在雏鸟麻雀和实验室啮齿动物中，饮食中肠道酶诱导的机制似乎相似，但与实验室啮齿动物相比，雏鸟调制的时程似乎快一半。考虑到生态和进化上的差异，这可能是可以理解的。反向转换回低淀粉饮食后二十四小时，SI活性降低，但在饮食转换后12 h并未降低。在两个饮食转换实验中，SI mRNA的平行变化与SI活性的变化相关。这是首次证明鸟类在适应高淀粉饮食时可能依赖于SI及其mRNA丰度的快速增加。尽管在雏鸟麻雀和实验室啮齿动物中，饮食中肠道酶诱导的机制似乎相似，但与实验室啮齿动物相比，雏鸟调制的时程似乎快一半。考虑到生态和进化上的差异，这可能是可以理解的。在两个饮食转换实验中，SI mRNA的平行变化与SI活性的变化相关。这是首次证明鸟类在适应高淀粉饮食时可能依赖于SI及其mRNA丰度的快速增加。尽管在雏鸟麻雀和实验室啮齿动物中，饮食中肠道酶诱导的机制似乎相似，但与实验室啮齿动物相比，雏鸟调制的时程似乎快一半。考虑到生态和进化上的差异，这可能是可以理解的。在两个饮食转换实验中，SI mRNA的平行变化与SI活性的变化相关。这是首次证明鸟类在适应高淀粉饮食时可能依赖于SI及其mRNA丰度的快速增加。尽管在雏鸟麻雀和实验室啮齿动物中，饮食中肠道酶诱导的机制似乎相似，但与实验室啮齿动物相比，雏鸟调制的时程似乎快一半。考虑到生态和进化上的差异，这可能是可以理解的。与实验室啮齿动物相比，雏鸟调制的时间过程似乎快一半。考虑到生态和进化上的差异，这可能是可以理解的。与实验室啮齿动物相比，雏鸟调制的时间过程似乎快一半。考虑到生态和进化上的差异，这可能是可以理解的。