background image

Journal Pre-proof

Mitochondrial clearance and increased HSF-1 activity are coupled to promote

longevity in fasted 

Caenorhabditis elegans

Nikolaos Tataridas-Pallas, Yahyah Aman, Rhianna Williams, Hannah Chapman,

Kevin J.H. Cheng, Casandra Gomez-Paredes, Gillian P. Bates, John Labbadia

PII:

S2589-0042(24)01056-3

DOI:

https://doi.org/10.1016/j.isci.2024.109834

Reference:

ISCI 109834

To appear in:

ISCIENCE

Received Date: 20 July 2023
Revised Date: 27 March 2024
Accepted Date: 24 April 2024

Please cite this article as: Tataridas-Pallas, N., Aman, Y., Williams, R., Chapman, H., Cheng, K.J.H.,

Gomez-Paredes, C., Bates, G.P, Labbadia, J., Mitochondrial clearance and increased HSF-1 activity

are coupled to promote longevity in fasted 

Caenorhabditis elegans

ISCIENCE

 (2024), doi: 

https://

doi.org/10.1016/j.isci.2024.109834

.

This is a PDF file of an article that has undergone enhancements after acceptance, such as the addition

of a cover page and metadata, and formatting for readability, but it is not yet the definitive version of

record. This version will undergo additional copyediting, typesetting and review before it is published

in its final form, but we are providing this version to give early visibility of the article. Please note that,

during the production process, errors may be discovered which could affect the content, and all legal

disclaimers that apply to the journal pertain.

© 2024 Published by Elsevier Inc.

PIIS2589004224010563-html.html
background image

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

Mitochondrial  clearance  and  increased  HSF-1  activity  are  coupled  to  promote 

longevity in fasted Caenorhabditis elegans

 

 

Nikolaos  Tataridas-Pallas

1

,  Yahyah  Aman

1

,  Rhianna  Williams

1

,  Hannah  Chapman

1

Kevin  J.  H.  Cheng

1

,  Casandra  Gomez-Paredes

2

,  Gillian  P  Bates

2

,  and  John 

Labbadia

1,3

*

 

 

1

Institute  of  Healthy  Ageing,  Department  of  Genetics,  Evolution  and  Environment, 

Division of Biosciences, University College London, London, WC1E 6BT, UK 

2

Huntington

’s  Disease  Centre,  Department  of  Neurodegenerative  Disease  and  UK 

Dementia Research Institute at UCL, Queen Square Institute of Neurology, University 

College London, London, WC1N 3BG, UK  

3

Lead contact 

* correspondence, j.labbadia@ucl.ac.uk 

 

 

Summary 

Fasting  has  emerged  as  a  potent  means  of  preserving  tissue  function  with  age  in 

multiple  model  organisms.  However,  our  understanding  of  the  relationship  between 

food  removal  and  long-term  health  is  incomplete.  Here,  we  demonstrate  that  in  the 

nematode  worm 

Caenorhabditis  elegans,

  a  single  period  of  early-life  fasting  is 

sufficient  to  selectively  enhance  HSF-1  activity,  maintain  proteostasis  capacity  and 

promote longevity without compromising fecundity

.

 These effects persist even when 

food  is  returned,  and  are  dependent  on  the  mitochondrial  sirtuin,  SIR-2.2  and  the 

H3K27me3  demethylase,  JMJD-3.1.  We  find  that  increased  HSF-1  activity  upon 

fasting  is  associated  with  elevated  SIR-2.2  levels,  decreased  mitochondrial  copy 

number  and  reduced  H3K27me3  levels  at  the  promoters  of  HSF-1  target  genes. 

Furthermore, consistent with our findings in worms, HSF-1 activity is also enhanced in 

muscle  tissue  from  fasted  mice,  suggesting  that  the  potentiation  of  HSF-1  is  a 

conserved response to food withdrawal.  

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

 

Introduction 

Maintaining a fully functional proteome is crucial for long-term cell and tissue health. 

This is routinely achieved by the Proteostasis Network (PN), a collection of molecular 

machines  that  promote  accurate  protein  synthesis,  folding,  trafficking  and 

degradation

1

.  In  parallel,  the  PN  also  rapidly  recognises  and  neutralises  any 

misfolded, mislocalised or aggregated proteins that arise from biosynthetic errors or 

environmental stress

1

.  

As organisms age, the capacity of the PN declines, leaving tissues vulnerable 

to  proteostasis  collapse  (i.e.  the  accumulation  of  misfolded,  mislocalised  and 

aggregated proteins)

2

. This process lies at the heart of many age-associated sporadic 

and  inherited  diseases  (e.g.  Alzheimer’s  Parkinson’s  Huntington’s),  raising  the 

possibility that suppressing age-related proteostasis collapse could be a potent way 

to simultaneously suppress multiple age-associated diseases

3

.   

Studies in the nematode worm 

Caenorhabditis elegans

, have revealed that the 

timing and magnitude of age-related proteostasis collapse are linked to the functional 

status of the germline and mitochondria early in life

4-7

. In response to impaired electron 

transport  chain  (ETC)  activity  or  reduced  levels  of  the  mitochondrial  carrier 

homologue,  MTCH-1/MTCH2,  cells  can  activate  mitochondria-to-cytosolic  stress 

responses that converge on the transcription factor HSF-1 to up-regulate specific PN 

components and protect cells against proteostasis collapse later in life

8,9

. In addition, 

increased  HSF-1  activity  has  been  shown  to  extend  lifespan  through  mitochondria 

associated  mechanisms

10,11

,  suggesting  a  close  relationship  between  mitochondrial 

status,  HSF-1  activity  and  proteome  integrity.  However,  it  remains  unclear  whether 

mitochondria-to-HSF-1 communication plays a role in promoting longevity in response 

to lifestyle changes that alter mitochondrial function.    

Among  the  lifestyle  interventions  linked  to  increased  lifespan,  enhanced 

longevity  as  a  result  of  altered  nutrient  availability  is  strongly  linked  to  changes  in 

mitochondrial  status.  In  addition,  activation  of  mitophagy  (the  primary  mechanism 

through  which  defective  mitochondria  are  removed  from  cells)  has  been  shown  to 

promote longevity and suppress age-associated disease

12

.  

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

Nutrient restriction can take many forms, with the chronic removal or reduction 

of food intake through dietary restriction (DR) being one of the oldest lifestyle changes 

associated  with  increased  longevity  across  model  organisms

13

.  More  recently, 

intermittent  fasting  (IF)  has  emerged  as  a  more  sustainable  way  to  extend  lifespan 

and  prolong  healthy  tissue  function

13

.  IF  can  take  many  different  forms,  including 

alternate day fasting (ADF 

– the removal and restoration of food on alternating days), 

the 5:2 diet (eating normally for 5 days and then limiting food intake to 500-600 calories 

for 2 days a week) and time restricted fasting (TRF 

– food intake is limited to short 

windows on each day)

14

. These lifestyle interventions are  sufficient to provide long-

term benefits, including extended lifespan and increased stress resistance in worms 

and  flies

15,16

.  Furthermore,  exposing  worms  or  flies  to  fasting  regimens  exclusively 

during early life is sufficient to elicit lifespan extension

15,16

 Both  DR  and  fasting  are  associated  with  mitochondrial  and  metabolic 

remodelling

17,18

,  and  HSF-1  is  required  for  DR  and  TRF  to  increase  lifespan  in 

worms

15,19

.  This  raises  the  possibility  that  the  beneficial  effects  of  fasting  may  be 

mediated  by  an  interplay  between  mitochondria  and  HSF-1.  However,  it  remains 

unknown whether mitochondria communicate with HSF-1 in response to fasting, how 

this  is  achieved,  how  long  food  removal  is  required  for  to  elicit  these  effects  and 

whether this can protect against age-related protein aggregation.  

Here  we  address  these  questions  and  demonstrate  that  a  single  period  of 

fasting  early  in  life  potentiates  HSF-1  activity,  suppresses  age-related  protein 

aggregation, enhances stress resistance and extends lifespan in 

C. elegans

. These 

effects  are  dependent  on  mitochondrial  sirtuins  and  the  H3K27me3  demethylase, 

JMJD-3.1,  and  are  associated  with  a  rapid  reduction  in  mitochondrial  copy  number 

and a decrease in H3K27me3 levels at HSF-1 target genes. 

 

Results 

Early-life fasting increases proteostasis capacity in aged tissues 

TRF and 5:2 fasting have been shown to extend lifespan, prolong healthy tissue 

function and increase stress resistance in both worms and flies

15,16

. In 

C. elegans

, the 

removal  of  food  at  the  transition  to  adulthood  results  in  a  rapid  NHR-49-dependent 

starvation response

17

. Given that early life fasting is sufficient to elicit long-term health 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

benefits, we tested whether transiently removing worms from food for 24 hours as they 

transition  to  adulthood  (Figure  S1A),  would  be  sufficient  to  extend  lifespan  and 

maintain proteostasis capacity with age.  We found that worms that had been fasted 

for  24  hours  at  the  L4/D1  adult  stage  and  then  returned  to  food,  exhibited  a  25% 

increase in median and maximal lifespan (Figure 1A). In addition, fasted animals also 

exhibited  increased  resistance  to  heat  and  endoplasmic  reticulum  (ER)  stress 

(Tunicamycin treatment), but  less so to oxidative stress (paraquat treatment), when 

returned to food for 24 hours and allowed to commence reproduction (Figure 1B, S1B 

and S1C). These effects were not associated with reduced brood size, although the 

onset  of  egg-laying  was  delayed  in  fasted  animals  (Figure  S1D  and  Figure  1C). 

However, a 24-hour period of fasting was required before the onset of reproductive 

maturity  for  maximal  enhancement  of  stress  resistance  (Figure  1D).  These  data 

demonstrate that a single, 24 hour fast, prior to the onset of reproduction, is sufficient 

to  increase  lifespan  and  stress  resistance  in 

C.  elegans

,  even  when  animals  are 

returned to food.  

Increased  stress  resistance  in  reproductively  mature  worms  has  previously 

been  linked  to  the  maintenance  of  proteostasis  capacity  in  adulthood  and  the 

suppression  of  age-related  protein  aggregation

4,5

.  To  ascertain  whether  a  single 

period of early life fasting maintains proteostasis capacity with age, we examined the 

effect of transient food removal on polyglutamine (polyQ) aggregation and toxicity in 

body wall muscle and intestinal  cells.  Consistent with increased lifespan and stress 

resistance, we found that fasting suppressed age-related polyQ aggregation in both 

tissues (Figure 1E and F) and delayed the onset of muscle paralysis caused by polyQ 

proteins (Figure 1G). In addition, fasting also improved muscle function in control and 

Abeta1-42 expressing worms (Figure 1H).  

Moreover,  fasting  further  increased  stress  resistance  in  germline  stem  cell 

(GSC) deficient, chronically dietary restricted (DR) and electron transport chain (ETC) 

compromised  mutants  (Figure  S1E 

–  G),  suggesting  that  fasting  may  enhance 

proteostasis capacity through different mechanisms than these interventions. Our data 

demonstrate  that  a  single,  transient  period  of  fasting  early  in  life  is  sufficient  to 

suppress age-related proteostasis collapse in different tissues and promote longevity 

without compromising reproduction. 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

Fasting  enhances  stress  resistance  and  increases  lifespan  by  potentiating  

HSF-1 activity and selectively remodelling the proteostasis network   

Proteostasis  capacity  is  controlled  through  the  activity  of  well-established 

transcription factors that balance the expression of proteostasis network components  

(e.g.  molecular  chaperones  and  degradation  factors)  with  the  protein  folding 

requirements  of  the  cell

1,2

.  To  determine  which,  if  any,  of  these  PN  regulators  are 

required for fasting to enhance proteostasis capacity, we examined resistance to heat 

stress  in  worms  defective  in  the  HSR  (

hsf-1(sy441),  daf-16(mu86),  pqm-1(ok485)

), 

UPR

ER

  (

xbp-1(zc12),  atf-6(tm1153),  pek-1(ok275) 

and

  ire-1(ok799)

)  and  UPR

mt  

(

atfs-1(tm4525)

).  

As expected, wild-type worms exposed to fasting exhibited a 2-fold increase in 

median  survival  following  heat  stress,  as  compared  to  fed  controls  (Figure  2A). 

Although we cannot rule out the presence of adaptive changes to parallel PN pathways 

in our strains, mutations in 

daf-16, pqn-1, xbp-1, atf-6,

 

pek-1 

or 

ire-1

 did not block the 

ability  of  fasting  to  enhance  stress  resistance  (Figure  2A  and  Figure  S2B-G),  while 

survival  was  markedly  increased  in 

atfs-1(tm4525)

  mutants  (Figure  2A  and  Figure 

S2H).  In  contrast,  elevated  stress  resistance  was  almost  completely  abolished  in 

fasted 

hsf-1(sy441)

 loss-of-function mutants (Figure 2A and Figure S2A). Consistent 

with this, loss of HSF-1 activity also prevented fasting from increasing lifespan (Figure 

2B).  

To determine whether HSF-1 activity is increased in transiently fasted animals, 

we measured the basal and heat-induced expression of canonical HSF-1 target genes 

(

hsp-70,  F44E5.4,  hsp-16.2

)  in  worms  that  had  been  fasted  for  24  hours  at  the  L4 

stage  and  allowed  to  recover  for  24  hours  in  the  presence  of  food.  The  basal 

expression  of  HSF-1  target  genes,  or  canonical  UPR

ER

  or  UPR

mt

  genes,  was  not 

increased  under  basal  conditions  (Figure  2C  and  E).  However,  the  induction  of 

canonical genes from all three pathways was increased 2 to 3-fold in transiently fasted 

worms immediately following heat shock (Figure 2D and F). These data suggest that 

transient fasting simultaneously potentiates proteostastic stress responses associated 

with the cytosol/nucleus, ER and mitochondria.  

Using  RNA-sequencing,  we  asked  whether  fasting  broadly  or  selectively 

enhanced HSF-1 activity. Worms were fasted for 24 hours at the L4 stage and then 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

collected immediately following exposure to control (basal) conditions (20

C) or heat 

shock  (35

C)  for  30  minutes.  Of  the  107  genes  known  to  be  directly  regulated  by  

HSF-1  during  development  or  in  response  to  heat  shock

20

,  only  a  small  sub-set  (9 

significantly  up-regulated  and  9  significantly  down-regulated)  were  found  to  be 

significantly  changed  in  fasted  animals  compared  to  fed  animals,  under  basal 

conditions (

p

 < 0.05) (Figure 2G). In contrast, the expression of a far larger proportion 

of HSF-1 targets (31 significantly up-regulated and 2 significantly down-regulated) was 

significantly altered in fasted animals compared to constantly fed controls, following 

heat  shock  (

p

  <  0.05)  (Figure  2G).  Of  these  genes,  only  5  were  concordantly  up- 

(

F19B2.5,  cdd-1,  Y94H6A.10,  Y22D7AL.10

)  or  down-regulated  (

egg-5

)  in  fasted 

animals compared to fed controls under both basal and heat shock conditions (Figure 

2G).  

Of the HSF-1 target genes that exhibited increased expression following heat 

shock in fasted animals compared to fed controls, many encoded for core components 

of key proteostasis machines, including the HSP70/DNAJ machinery (

hsp-70, dnj-12,  

bag-1

),  the  disaggregase  machinery  (

hsp-1,  hsp-110,  dnj-12

),  non  ATP-dependent 

chaperones  (

hsp-16.1,  hsp-16.11,  hsp-16.2,  hsp-16.41,  hsp-16.48,  hsp-16.49

),  and 

the HSC70/HSP90 complex (

hsp-1, hsp-90, hip-1, sgt-1

) (Figure 2H). We did not see 

substantial changes in the expression of proteasomal subunits or components of the 

autophagy  machinery.  Moreover,  fluorescence-based  reporters  of  proteasome 

activity

21

 or autophagic flux

22

 revealed that neither of these pathways were enhanced 

in worms that had been transiently fasted, compared to constantly fed controls (Figure 

S2I-O).  In  fact,  degradation  of  a  UbV::GFP  proteasomal  substrate  was  reduced  in 

fasted animals under both basal and heat shock conditions (Figure S2M-O).  

Together, our data show that 

hsf-1 

is required for fasting to promote longevity 

and enhance proteostasis capacity, and that these beneficial effects are associated 

with the increased expression of a sub-set of HSF-1 target genes, either basally, or in 

response to stress. While central regulators of the UPR

ER

 and UPR

mt

 were not required 

for  increased  resistance  to  heat  stress  (Figure  2A),  it  remains  possible  that  the 

potentiation  of  these  pathways,  and  perhaps  other  PN  factors/pathways,  also 

contributes to resistance to other stresses and/or increased longevity. 

Fasting induced stress resistance is dependent on mitochondrial sirtuins and 

mitophagy 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

Fasting  is  associated  with  increased  fatty  acid  beta  oxidation,  altered 

mitochondrial  morphology  and  elevated  NAD+  levels  in  worms  and  mice

17,23,24

Consistent  with  previous  reports,  we  observed  increased 

acs-2

p::gfp  expression  (a 

hallmark of increased beta-oxidation), increased NAD+ levels and a more fragmented 

mitochondrial network in worms that had been fasted for 24 hours and then allowed to 

recover for 24 hours in the presence of food (Figure 3A and B, Figure S3 A and B). In 

addition,  RNA-seq  data  from  fasted  animals  exhibited  a  strong  enrichment  for 

metabolic  pathways  among  differentially  expressed  genes  (1,667  up-regulated,  999 

down-regulated, 

p

 < 0.05) (Figure S3C and D). 

Metabolic and mitochondrial remodelling in response to nutrient deprivation are 

dependent  on  the  transcription  factor  NHR-49,  and  the  lysine  deacetylase  SIR-2.1 

(whose activity is increased in response to elevated NAD+ levels)

17,23

. Given that both 

NHR-49 and SIR-2.1 have been linked to HSF-1 activity

11,25,26

, we hypothesised that 

one or both of these factors may be necessary for fasting induced stress resistance 

and longevity.    

To address this, we measured stress resistance in fed and  transiently fasted 

(24  hours  fasting  followed  by  24  hours  recovery  on  food)  loss-of-function 

nhr-

49(nr2041)

  and 

sir-2.1(ok434) 

mutants

.

  Surprisingly, 

nhr-49

  and 

sir-2.1

  mutants 

exhibited comparable stress resistance to wild-type worms under both fed and fasted 

conditions  (Figure  3C  and  D).  Given  that  we  observed  increased  NAD+  levels  and 

altered  mitochondrial  homeostasis  in  fasted  animals,  we  also  tested  whether  the 

mitochondrial  sirtuins,  SIR-2.2  and  SIR-2.3

27

,  are  required  for  fasting  to  increase 

stress  resistance.  We  observed  that  stress  resistance  was  mildly  increased  in 

sir-

2.2(tm2648)

  and 

sir-2.3(ok444)

  mutants  under  fed  conditions,  although  not  to  the 

same extent as is observed in fasted wild-type animals (Figure 3E and F). Crucially, 

fasting  failed  to  increase  stress  resistance  or  lifespan  in 

sir-2.2

  or 

sir-2.3

  mutants 

(Figure 3E-H), although it should be noted that loss of 

sir-2.3

 increased lifespan under 

fed  conditions  to  a  level  comparable  with  that  seen  following  fasting  (Figure  3H). 

Together, our data suggest that SIR-2.2 and SIR-2.3 are required for fasting to fully 

enhance stress resistance and increase longevity.   

SIR-2.2  couples  reduced  mitochondrial  copy  number  with  increased  HSF-1 

activity to promote longevity 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

To understand the relationship between fasting, mitochondrial sirtuins, HSF-1 

activity and maintenance of proteostasis, we first asked whether 

sir-2.2

 was required 

for potentiation of HSF-1 activity. As expected, 

hsp-70, F44E5.4 

and 

hsp-16.2 

mRNA 

were increased 3- to 4-fold in transiently fasted animals (24 hours fasting followed by 

24  hours  recovery  on  food)  immediately  following  heat  shock  (Figure  4A-C).  In 

contrast,  this  response  was  severely  blunted  in 

sir-2.2

  mutants  (Figure  4A-C), 

suggesting that 

sir-2.2

 is required for fasting to increase HSF-1 activity in response to 

stress.     

 

To determine whether SIR-2.2 or SIR-2.3 are elevated in response to fasting, 

we measured 

sir

-2.2 and 

sir-2.3 

mRNA levels in fed and fasted animals. Both 

sir-2.2

 

and 

sir-2.3 

mRNA were increased 1.5-fold and 2-fold respectively, following 24 hours 

of fasting (no recovery on food) (Figure 4D and E). In addition, we observed increased 

fluorescence in fasted worms expressing SIR-2.2::GFP

28

 (Figure 4F), indicating that 

SIR-2.2 levels, and presumably activity, are increased by fasting.   

 

Given that SIR-2.2 is a mitochondrial protein

28

, we hypothesised that increased 

SIR-2.2::GFP levels may be reflective of increased mitochondrial biogenesis. To test 

this, we measured SIR-2.2::GFP levels and mitochondrial copy number every 4 hours 

following removal of food. SIR-2.2::GFP levels increased approximately 1.5-fold after 

8 hours of fasting and persisted at this level thereafter (Figure 4G). In contrast with our 

hypothesis, this was coincident with a 30-40% decrease in mitochondrial copy number 

within  the  same  time  window  (Figure  4H).  These  effects  were  also  observed  in 

germline-less 

glp-1(e2144ts)

  mutants  (Figure  S4A  and  B),  indicating  that 

mitochondrial  copy  number  is  rapidly  reduced  within  the  soma  of  fasted  worms. 

Furthermore, this reduction in mitochondrial copy number was suppressed in fasted 

sir-2.2

 mutants compared to wild-type animals (Figure 4I),  suggesting that  elevated 

levels of SIR-2.2 may promote mitochondrial turnover in response to fasting.  

Given that imbalances in copy number between the mitochondrial and nuclear 

genomes can result in mitochondrial stress responses, and that 

sir-2.2

 is necessary 

for  the  potentiation  of  HSF-1,  we  reasoned  that  mitochondrial  clearance  may  be 

coupled with HSF-1 activity to promote proteostasis capacity. Mitophagy is the primary 

mechanism by which mitochondria are removed from cells if UPS-based repair is not 

sufficient to correct mitochondrial defects

12,29

; to test whether mitochondrial clearance 

was  required  for  potentiation  of  HSF-1  activity,  we  measured  stress  resistance  in 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

worms with impaired lysosomal biogenesis (

hlh-30(tm1978)

) or defective PINK1 and 

parkin  (

pink-1(tm1779)

  and 

pdr-1(gk448)

),  all  of  which  are  required  for  efficient 

mitophagy

30,31

.  

Consistent  with  a  coupling  of  mitochondrial  clearance  and  increased  HSF-1 

activity,  we  found  that  stress  resistance  was  reduced  (but  not  abolished)  in 

hlh-30,

 

pink-1

, and 

pdr-1

 mutant worms following transient fasting (Figure 4J and Figure S4C 

and D), suggesting that mitophagy is required for transient food withdrawal to enhance 

organismal robustness. However, the fact that mitophagy defective mutants remained 

more stress resistant than fed counterparts suggests that pathways beyond mitophagy 

may also contribute to stress resistance following temporary food withdrawal.   

Together,  our  data  support  a  model  in  which  elevated  levels  of  SIR-2.2 

potentiate HSF-1 activity through mitochondrial clearance in fasted animals, thereby 

enhancing  proteostasis  capacity  and  promoting  longevity.  However,  it  remains 

possible  that  SIR-2.2  may  also  control  mitochondrial  copy  number  by  influencing 

mechanisms outside of mitophagy, such as mitochondrial biogenesis. 

JMJD-3.1 promotes HSF-1 activity in response to fasting  

How then, do elevated SIR-2.2 levels and reduced mitochondrial copy number 

influence HSF-1 activity in the nucleus? Given that changes in mitochondrial import 

drive  mitophagy

29

,  we  reasoned  that  SIR-2.2  may  translocate  to  the  nucleus  in 

response  to  fasting.  However,  we  did  not  observe  any  evidence  for  the  nuclear 

localisation of SIR-2.2::GFP in fasted animals (Figure S5A).    

We  next  considered  how  SIR-2.2  could  remotely  influence  HSF-1  activity. 

Mitochondrial  stress  responses  and  homeostasis  are  dependent  on  the  H3K27me3 

demethylase  JMJD-3.1  and  the  lysine  acetyl  transferase  CBP-1

32,33

.  In  addition, 

increased expression of 

jmjd-3.1

 promotes HSF-1 activity following germline stem cell 

removal in worms

5

. Therefore, we hypothesised that SIR-2.2 dependent changes in 

mitochondrial  copy  number  might  potentiate  HSF-1  activity  by  increasing  JMJD-3.1 

activity.  

To test this, we exposed wild type and 

jmjd-3.1 

KO worms to transient fasting 

(24  hours  fasting  followed  by  24  hours  recovery  on  food)  and  then  measured  the 

expression of HSF-1 target genes immediately following heat shock (35

C, 30 min). 

We  observed  that  transiently  fasted 

jmjd-3.1 

mutants  were  unable  to  increase  the 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

10 

expression of HSF-1 target genes in response to heat shock to the level observed in 

transiently fasted wild type animals (Figure 5A and B). In addition, transiently fasted 

jmjd-3.1 

KO  mutants  were  also  not  as  stress  resistance  or  long-lived  as  transiently 

fasted  wild-type  animals  (Figure  5C  and  D).  Similarly,  we  found  that  knockdown  of 

cbp-1

 also suppressed stress resistance in fasted animals compared to empty vector 

(L4440) controls (Figure S5B). Consistent with an increase in JMJD-3.1 activity, we 

also  found  that  total  H3K27me3  levels  were  strongly  reduced  in  transiently  fasted 

animals  compared  to  constantly  fed  counterparts  (Figure  5E)  and  that  H3K27me3 

levels were reduced in transiently fasted worms by 20-40% at the promoters of 

hsp-

70, F44E5.4 and hsp-16.2, 

but not at the promoter of 

cdc-42

, whose expression is not 

regulated by HSF-1 or altered by fasting (Figure 5F). Surprisingly, reduced levels of 

H3K27me3 did not correlate with an increase in total levels of H3K27ac and were not 

due to a reduction in histone H3, the levels of which were highly elevated (Figure 5E), 

suggesting a substantial change in chromatin state occurs in response to fasting.  

Together,  our  data  suggest  that  in  response  to  reduced  mitochondrial  copy 

number,  JMJD-3.1  promotes  HSF-1  activity  in  response  to  fasting  through  the 

demethylation of histone H3 at the promoters of HSF-1 target genes. 

Fasting selectively potentiates HSF-1 activity in mouse skeletal muscle but not 

brain tissue 

Various forms of fasting are associated with lifespan extension in worms, flies 

and mammals

14

. Therefore, we tested whether fasting also increases HSF-1 activity 

in mice using a brain permeable HSF1 activator (NVP-HSP990)

34

. We found that mice 

subjected to fasting for 16 hours exhibited no increase in the basal expression of HSF1 

target genes in quadricep muscle or brain tissue (cerebrum), with 

Hspa1a/b, Hspb1, 

Dnajb1, 

and 

Hsph1

 mRNA decreasing in the cerebrum (Figure S6A and B). Similarly, 

fasting  had  no  effect  on  the  fold  induction  of  HSF1  target  genes  in  the  cerebrum 

following treatment with NVP-HSP990 (Figure 6A-C and Figure S6C-E). In contrast, 

the induction of 

Hsp90aa1, Hspb1

 and 

Dnajb1

 following NVP-HSP990 treatment, was 

increased in the quadriceps of fasted mice compared to fed controls (Figure 6D-F). 

However, this was not seen for 

Hspa1a/b, Dnaja1

 or 

Hsph1

 (Figure S6F-H). Together, 

our data demonstrate that fasting selectively potentiates HSF1 activity in mammals, 

but that these effects occur in a tissue-specific manner. 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

11 

 

Discussion 

Here we have shown that  a single, transient period of  fasting, early in life, is 

sufficient to enhance organismal robustness and extend lifespan. These effects were 

associated with an enhanced ability to suppress polyglutamine aggregation in different 

tissues,  suggesting  that  fasting  is  an  effective  way  to  maintain  a  healthy  proteome. 

This  is  supported  by  earlier  indications  that  fasting  prevents  the  accumulation  of 

carbonylated proteins in aged worms

35

.  

Previous fasting regimens have either continuously removed food or exposed 

animals to multiple rounds of fasting and re-feeding in adulthood to extend lifespan

14

Surprisingly, we find that if food removal is administered prior to reproductive maturity, 

a  single,  transient  period  of  fasting  is  sufficient  to  elicit  beneficial  effects  without 

compromising fecundity. This suggests that as well as the duration/pattern of fasting, 

the  stage  of  life  when  fasting  is  administered  is  a  key  determinant  of  longevity  and 

health outcomes. However, it should also be noted that chronic or repeated removal 

of food can still increase lifespan, even when initiated later in adulthood

15,36

In 

C.  elegans

,  the  transition  to  reproductive  maturity  is  marked  by  the 

repression  or  remodelling  of  numerous  proteostasis  pathways,  including  the  heat 

shock  response

5,37,38

.  Removing  germline  stem  cells  (GSCs)  or  compromising  egg-

shell  integrity  prevents  repression  of  the  HSR,  maintains  stress  resistance  and 

protects  animals  against  age-related  proteostasis  collapse

4,7

.  Chronic  fasting  has 

been  linked  to  defects  in  reproduction

39

;  however,  the  fasting  conditions  employed 

here  did  not  lead  to  a  reduction  in  total  brood  size,  suggesting  that  the  effects  we 

observe arise independently of changes to the germline. The fact that an analogous 

response is also present in mouse muscle tissues further argues that the potentiation 

of HSF-1 activity is a general cellular response to fasting.  

An  important  unanswered  question  is,  how  exactly  does  fasting  promote 

longevity and tissue health? Increased lifespan in response to fasting has been linked 

to  altered  metabolism,  mitochondrial  remodelling  and  increased  activity  of  PN 

pathways,  including  the  ubiquitin  proteasome  system,  the  UPR

ER

  and 

autophagy

35,40,41

. We find that in addition to these pathways, the potentiation of HSF-

1 activity in response to protein folding stress is also a key factor in fasting induced 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

12 

longevity.  Consistent  with  this,  HSF-1  is  also  necessary  for  lifespan  extension  in 

response  to  altered  nutrient  signalling

15,19,42,43

,  suggesting  that  HSF-1  is  broadly 

required for the coupling of nutrient signalling and lifespan.  

The relationship between early-life fasting and HSF-1 appears to be complex, 

with  the  expression  of  a  distinct  sub-set  of  HSF-1  target  genes  (sHSPs,  HSP70s, 

DNAJs  and  NEFs)  being  increased  in  response  to  protein  folding  stress  but  not 

increased  under  basal  conditions.  In  fact,  our  data  in  mice  suggests  that  the  basal 

expression of some HSF-1 target genes declines in the brain under fasted conditions, 

an observation that parallels those previously reported in the livers of fasted mice and 

that has been linked to increased PGC1alpha activity

44

. In addition, HSF-1 activity was 

potentiated within the muscles but not the brain tissues of fasted mice, possibly due 

to  the  increased  resistance  of  the  brain  to  fasting  as  compared  to  other  organs

45

However,  we  cannot  exclude  the  possibility  that  the  responses  identified  in  muscle 

cells are not present in neurons.     

Increased  HSF-1  activity  has  recently  emerged  as  a  key  component  of  the 

cellular  response  to  mitochondrial  disturbances

6,46,47,48

.  Our  data  suggest  that  the 

potentiation of HSF-1 activity and the preservation of proteostasis capacity in fasted 

animals arises from altered mitochondrial homeostasis, specifically, elevated levels of 

mitochondrial sirtuins and reduced mitochondrial copy number within the first 8 hours 

of  fasting.  Mitophagy  is  the  primary  route  by  which  mitochondria  are  removed  from 

cells  and  is  responsive  to  increased  NAD+  levels  and  lysosomal  biogenesis

30,49,50

Furthermore,  increased  mitophagy  has  been  shown  to  be  necessary  for  lifespan 

extension  in  response  to  dietary  restriction,  while  reduced  mitophagy  is  associated 

with shortened lifespan

30,49

.  

We find that NAD+ levels are elevated in fasted worms, and that HLH-30 (the 

master  regulator  of  lysosomal  biogenesis  genes),  and  mitophagy  adapters  are 

necessary for full stress resistance in fasted animals. HLH-30 is required for increased 

lifespan  in  response  to  altered  mitochondrial  dynamics  and  chronic  DR

31,51

,  and 

increased  neuronal  HLH-30  promotes  heat  stress  resistance  through  mitochondrial 

fragmentation  in  muscle  tissues

52

.  Furthermore,  interactions  between  HLH-30  and 

HSF-1  have  been  proposed  to  govern  autophagy,  metabolism  and  stress 

resistance

53,54

. Therefore, we propose that in response to fasting, HLH-30 promotes 

organismal  robustness  through  a  combination  of  macroautophagy  and  mitophagy, 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

13 

which  then  stimulates  HSF-1  activity  to  further  enhance  protein  folding  and 

degradation. 

Our  finding  that  elevated  levels  of  SIR-2.2  and  SIR-2.3  are  necessary  for 

mitochondrial  clearance  and  enhanced  HSF-1  activity  in 

C.  elegans

  is  intriguing.  

Sir-2.2

 and 

sir-2.3

 mutants have been shown to be less resistant to oxidative stress 

and  have  been  shown  to  interact  with  mitochondrial  biotin-dependent  carboxylases 

involved in the TCA cycle (PYC-1), amino acid catabolism (PCAA-1) and formation of 

ketone  bodies  (MCCC-1)

27

.  SIRT4,  the  mammalian  orthologue  of  SIR-2.2/SIR-2.3, 

also  interacts  with  these  enzymes  and  malonyl  CoA  decarboxylase

27,55

,  suggesting 

that intermediates and/or outputs from these pathways may mediate mitochondria-to-

HSF-1 signalling in fasted tissues. However, unlike our findings in worms, the levels 

of SIRT4 have been shown to decrease in muscle and liver tissue of fasted mice

55

. In 

contrast,  the  levels  of  other  mammalian  mitochondrial  sirtuins  (SIRT3  and  SIRT5) 

increase  or  remain  unchanged  in  response  to  fasting  in  mouse  tissue  following 

fasting

56,57

.  Therefore,  it  is  possible  that  different  upstream  processes  couple 

mitochondria with HSF1 activity in mammals. Alternatively, the activity of mitochondrial 

sirtuins may increase in mammals during early fasting, before protein levels decline.  

Lastly, our work reveals that the potentiation of HSF-1 activity, enhanced stress 

resistance  and  increased  longevity  are  dependent  on  the  H3K27me3  demethylase, 

JMJD-3.1. Increased JMJD-3.1 activity has been found to maintain the HSR in GSC 

deficient animals and promotes the UPR

mt

 under conditions of mitochondrial stress

5,32

JMJD-3.1 has also been shown to cooperate with the H3K27 acetyltransferase, CBP-

1, to promote the UPR

mt 33

, and we also find that CBP-1 is necessary for fasting to fully 

enhance  stress  resistance.  CBP-1  is  also  required  for  dietary  restriction  mediated 

lifespan extension in worms

58

, providing further support for the role of histone modifiers 

in promoting HSF-1 activity in the absence of food. However, CBP-1 has also been 

shown to acetylate and negatively regulate HSF-1 in worms and mammals under non-

fasted  conditions

59

.  This  suggests  that  in  the  absence  of  food,  CBP-1  switches  its 

focus  from  regulating  HSF-1  to  acting  on  histones.  Similarly,  components  of  the 

nucleosome remodelling and deacetylase complex are required for both the HSR and 

UPR

mt  60,61

,  and  mitochondrial  stress  is  associated  with  widespread  chromatin 

reorganization via MET-2, LIN-65 and ISW-1

47,62

. Therefore, future work to determine 

how fasting alters the acetylation status of HSF-1, and general chromatin organization, 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

14 

may shed further light on precisely how HSF-1 activity is potentiated at a select subset 

of PN genes during fasting.  

We also observed that total histone H3 levels are elevated in fasted animals, 

suggesting  that  histone  content,  as  well  as  status,  are  altered  by  fasting.  Previous 

studies  in  flies  and  mice  have  demonstrated  that  inhibition  of  mTORC1  with 

Rapamycin  is  also  associated  with  elevated  H3  and  H4  levels

63,64,65

.  Therefore, 

increased  histone  levels  and  altered  chromatin  organisation  are  likely  a  general 

phenomenon  of  metabolic  remodelling.  Given  that  overexpression  of  histones  also 

promotes tissue health and longevity,  it will be interesting to ascertain the extent  to 

which  these  effects  are  mediated  by  potentiated  HSF1  activity  and  enhanced 

proteostasis capacity. 

In  summary,  the  absence  of  food  prior  to  reproductive  maturity  initiates  a 

mitochondria-to-HSF-1 signalling axis through the activity of mitochondrial sirtuins and 

chromatin  remodelling  enzymes.  This  leads  to  an  altered  chromatin  state  that 

facilitates  HSF-1  binding  in  response  to  protein  folding  stress,  thereby  protecting 

tissues  against  age-related  proteostasis  collapse.  We  propose  that  this  mechanism 

exists  to  preserve  tissue  integrity  in  the  face  of  additional  external  stresses  during 

nutrient  deprivation.  In  both 

C.  elegans

  and  mammals,  this  would  provide  greater 

organismal robustness when seeking new food sources in order to maximise fitness. 

Limitations of the study 

While our work suggests a link between mitochondrial mass and HSF-1 activity, we 

do  not  formally  demonstrate  that  changes  in  mitochondrial  copy  number  in  fasted 

animals are exclusively through clearance and not also due to reduced mitochondrial 

biogenesis.  In  addition,  while  increased  SIR-2.2  levels  are  important  for  fasting  to 

reduce mitochondrial copy number, we do not formally demonstrate that SIR-2.2 has 

a direct role in mitophagy. Lastly, while we demonstrate that both JMJD-3.1 and SIR-

2.2  are  necessary  for  transient  fasting  to  increase  lifespan,  we  have  not  resolved 

whether these factors interact with one another, or act through parallel pathways to 

augment longevity in response to temporary food removal.    

Acknowledgements 

This  work  was  supported  by  grants  to  John  Labbadia  and  Gillian  Bates  from  the 

BBSRC (BB/P005535/1), CHDI Foundation and the UK Dementia Research Institute, 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

15 

which receives its funding from DRI Ltd, funded by the UK Medical Research Council, 

Alzheimer’s Society and Alzheimer’s Research UK. Some strains were provided by 

the  CGC,  which  is  funded  by  NIH  Office  of  Research  Infrastructure  Programs  (P40 

OD010440). Some strains were provided by NBRP, which is funded by the Japanese 

government.

 

The  Graphical  Abstract  was  created  with  Biorender.com.  The  authors 

have no conflict of interest. 

 

Author contributions 

J.L. and G.P.B. acquired funding for this study. Y.A., N.T.P., C.G.P., G.P.B. and J.L. 

designed the study. Y.A., N.T.P., H.C. and C.G.P. developed the methodology. N.T.P., 

Y.A.,  R.W.,  H.C.,  K.J.H.C,  and  C.G.P.  performed  the  experiments.  Y.A.,  N.T.P., 

K.J.H.C, and C.G.P. analysed and visualised the data. N.T.P., C.G.P., G.P.B and J.L. 

wrote the manuscript and all authors read and approved the manuscript. 

Declaration of interests 

The authors declare no competing interests. 

 

Figure titles and legends 

 

Figure 1: Fasting at the transition to adulthood maintains proteostasis capacity 

in aged tissues and extends lifespan 

(A & B)

 Survival at 20

C or following heat shock (HS) (35

C, 4 hours) in fed or fasted 

worms. 

(C)

 Progeny produced at specific days of adulthood in fed and fasted animals. 

Data plotted are mean values +/- SEM. 

(D)

 Survival of fed or fasted animals (starting 

at  L3,  L4,  day  1  of  adulthood  or  day  2  of  adulthood)  following  heat  shock  (35

C,  4 

hours). 

(E & F)

 PolyQ::YFP aggregate number in fed and fasted worms on day 3 and 

day  5  of  adulthood  in 

(E)

  body  wall  muscles  and 

(F)

  intestines,  respectively. 

(G)

 

Proportion of motile polyQ (35) worms at different days of adulthood following constant 

feeding or transient fasting. Data plotted are mean values +/- SEM. 

(H)

 Body bends 

per  minute  (thrashing  rate)  of fed  and  fasted  worms  expressing  ABeta  in  body  wall 

muscle cells.  Statistical comparisons were made using Mantel-Cox Log Rank test (A 

& B), Student’s unpaired t-test (E & F) or two-way ANOVA (G & H). * = p < 0.05, **** 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

16 

= p < 0.0001. Full statistics for survival curves can be found in Supplemental Table 1. 

Fasting conditions were as follows: A, C, E, F, G and H - animals were removed from 

food  for  24  hours  starting  at  the  L4  stage  and  then  returned  to  food  thereafter;  B  - 

animals  were  removed  from  food  for  24  hours  starting  at  the  L4  stage  and  then 

returned to food for 24 hours prior to HS; C 

– animals were removed from food for 24 

hours starting at the indicated life stage and then returned to food for 24 hours prior to 

HS. See also Figure S1 and Table S1. 

 

Figure  2:  Fasting  enhances  proteostasis  capacity  and  promotes  longevity 

through the selective potentiation of HSF-1 activity 

(A)

 Survival of fed and fasted wild-type (N2) or PN mutant animals following heat shock 

(HS) (35

C, 4 hours). 

(B)

 Survival at 20

C of fed and fasted wild-type and 

hsf-1(sy441)

 

mutant worms. 

(C & D)

 Relative mRNA levels of canonical HSF-1 target genes in fed 

and fasted worms under 

(C)

 basal (20

C) and 

(D)

 HS (35

C, 30 minutes) conditions. 

(E & F)

 Relative mRNA levels of 

hsp-4

 and 

hsp-6

 in fed and fasted worms under 

(E)

 

basal or 

(F)

 HS (35

C, 30 minutes) conditions. 

(G)

 Relative expression of all HSF-1 

target genes in fed and fasted worms under basal or HS (35

C, 30 minutes) conditions. 

(H)

  STRING  network  of  up-regulated  (

p

  <  0.05)  HSF-1  target  PN  genes  in  fasted 

worms  following  HS  (35

C,  30  minutes).  For  panels  C-G,  worms  were  harvested 

immediately  after  the  heat  shock  conditions  specified.  Statistical  comparisons  were 

made  using  Mantel-

Cox  Log  Rank  test  (B)  or  Student’s  unpaired  t-test  with  FDR 

correction (C-F). ns = 

p

 > 0.05, * = 

p

 < 0.05, **** = 

p

 < 0.0001. Full statistics for heat 

map and survival curves can be found in Supplemental Table 1. Fasting conditions 

were  as  follows:  A,  C,  D,  E  and  F  -  animals  were  removed  from  food  for  24  hours 

starting at the L4 stage and then returned to food for 24 hours prior to HS; B - animals 

were  removed  from  food  for  24 hours  starting  at  the  L4  stage  and  then  returned  to 

food thereafter; G - animals were removed from food for 24 hours starting at the L4 

stage and then immediately exposed to basal or HS conditions. See also Figure S2, 

Table S1 and Table S4.  

 

 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

17 

Figure 3: Mitochondrial sirtuins are necessary for increased stress resistance 

and longevity following early life fasting 

(A)

 Representative images of fed and fasted WBM321 acs-2p::gfp worms. Scale bar 

= 200

M. 

(B)

 Relative NAD+ levels in fed and fasted worms. 

(C - F)

 Survival of fed 

and fasted wild-type (N2), 

(C)

 

nhr-49(nr2041)

(D)

 

sir-2.1(ok434)

(E)

 

sir-2.2(tm2648)

 

and 

(F)

 

sir-2.3(ok444)

 mutant worms following heat shock (35

C, 4 hours). 

(G & H)

 

Lifespan  at  20

C  of  fed  and  fasted  wild-type  (N2), 

(G)

 

sir-2.2(tm2648)

  and 

(H)

 

sir-

2.3(ok444)

 

mutants. Statistical comparisons were made using Student’s unpaired t-

test (B) and Mantel-Cox Log Rank test (C-H). ns = 

p

 > 0.05, * = 

p

 < 0.05, **** = 

p

 < 

0.0001.  Full  statistics  for  survival  curves  can  be  found  in  Supplemental  Table  1. 

Survival assays in D - F, and G & H, were run in parallel. Fasting conditions were as 

follows: A-F - animals were removed from food for 24 hours starting at the L4 stage 

and  then  returned  to  food  for  24  hours  prior  to  imaging,  collection  or  HS;  G  &  H  - 

animals  were  removed  from  food  for  24  hours  starting  at  the  L4  stage  and  then 

returned to food thereafter. See also Figure S3 and Table S1. 

 

Figure 4: SIR-2.2 couples mitochondrial clearance with enhanced HSF-1 activity 

in fasted animals 

(A - C)

 Relative expression of HSF-1 target genes in fed and fasted wild-type worms 

or 

sir-2.2(tm2648)

  mutants  following  heat  shock  (35

C,  30  min).  Worms  were 

harvested immediately following heat shock. 

(D & E)

 Relative 

sir-2.2

 and 

sir-2.3

 mRNA 

levels  in  fed  and  fasted  animals. 

(F)

  Representative  images  of  fed  and  fasted  SIR-

2.2::EGFP worms. Scale bar = 200

M. 

(G & H)

 Relative 

(G)

 SIR-2.2::EGFP levels and 

(H)

 mitochondrial copy number at different times post fasting. 

(I) 

Mitochondrial copy 

number in fed and fasted wild-type or 

sir-2.2(tm2648)

 mutant worms. 

(J)

 Survival of 

fed and fasted wild-type (N2) and 

hlh-30 

mutant worms following heat shock (35

C, 4 

hours). Statistical comparisons were made using two-way ANOVA with post-analysis 

pairwise  comparison  of  groups  (A-C  &  G-

I),  Student’s  unpaired  t-test  (D  &  E)  and 

Mantel-Cox Log Rank test (J). ns = p > 0.05, * = p < 0.05, ** = p < 0.01, *** = p < 0.001, 

**** = p < 0.0001. Full statistics for survival curves can be found in Supplemental Table 

1. The survival assay in J was run in parallel with S4C and D. Fasting conditions were 

as follows: A-C and J - animals were removed from food for 24 hours starting at the 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

18 

L4  stage  and  then  returned  to  food  for  24  hours  prior  to  HS;  D-F  -  animals  were 

removed from food for 24 hours starting at the L4 stage and then immediately collected 

or imaged; G & H - animals were removed from food at the L4 stage for the indicated 

times  before  collection;  I  -  animals  were  removed  from  food  at  the  L4  stage  for  16 

hours before collection. See also Figure S4, Table S1 and Table S4. 

 

Figure 5: JMJD-3.1 promotes HSF-1 potentiation in response to fasting (see also 

Supplemental Figure 5) 

(A and B)

 Relative mRNA of HSF-1 target genes in heat shocked (35

C, 30 min) wild-

type  and 

jmjd-3.1(gk384)  KO 

mutant  worms.  Worms  were  harvested  immediately 

following  heat  shock. 

(C)

  Survival  of  fed  and  fasted  wild-type  and 

jmjd-3.1(gk384) 

mutant worms following heat shock (35

C, 4 hours). 

(D)

 Lifespan at 20

C of wild-type 

and 

jmjd-3.1(gk384) 

mutant worms. 

(E)

 Representative western blots of total histone 

H3, 

H3K27me3, 

H3K27ac 

and 

tubulin 

in 

fed 

and 

fasted 

worms.  

(F)

  Relative  H3K27me3  levels  at  HSF-1  target  promoters  in  fed  and  fasted  worms. 

Statistical comparisons were made using two-way ANOVA with post-analysis pairwise 

comparison  of  groups  (A  &  B),  Mantel-Cox  Log  Rank  test  (C  &  D)  and  unpaired 

Student’s t-test (F). ns = p > 0.05, * = p < 0.05, *** = p < 0.001, **** = p < 0.0001. Full 

statistics for survival curves can be found in Supplemental Table 1. Fasting conditions 

were as follows: A-C and F - animals were removed from food for 24 hours starting at 

the  L4  stage  and  then  returned  to  food  for  24  hours  prior  to  HS  or  collection;  D  - 

animals  were  removed  from  food  for  24  hours  starting  at  the  L4  stage  and  then 

returned to food thereafter; E - animals were removed from food for 24 hours starting 

at  the  L4  stage  and  then  immediately  collected.  See  also  Figure  S5,  Table  S1  and 

Table S4.   

 

Figure 6: Fasting selectively potentiates HSF-1 activity in mouse skeletal muscle 

but not brain tissue (see also Supplemental Figure 6) 

(A - C)

 QuantiGene assessment of HSF-1 target genes in brain tissue of fed and fasted 

mice  following  treatment  with  vehicle  or  NVP-HSP990  (12  mg/kg).  Values  following 

NVP-HSP990 treatment were normalised to corresponding vehicle controls. 

(D 

– F)

 

QuantiGene assessment of HSF-1 target genes in quadricep muscle tissue of fed and 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

19 

fasted mice  following  treatment with  vehicle  or  NVP-HSP990  (12  mg/kg). Statistical 

comparisons  were  made  using  two-way  ANOVA  with  Bonferroni  correction.  ***

p

  < 

0.001.  Data  were  screened  for  outliers  using  a  ROUT  test  and  one  mouse  was 

removed from both the NVP-HSP990 fed and fasted groups. Final sample numbers 

were: vehicle non-fasting = 4, vehicle fasted = 6, NVP-HSP990 non-fasting = 9, NVP-

HSP990 fasted = 9. See also Figure S6, Table S2, Table S3 and Table S4. 

 

Supplemental  Table  1  (Excel  File):  Statistics  for  all  lifespan  and  stress 

resistance assays (related to Figures 1, S1, 2, S2, 3, 4, S4, 5 and S5) 

 

STAR Methods 

Resource availability 

Lead contact 

Further  information  and  requests  for  resources  and  reagents  should  be  directed  to, 

and will be fulfilled by, John Labbadia: j.labbadia@ucl.ac.uk 

Materials availability 

This study did not generate new, unique reagents. 

Data and code availability 

RNA-seq data have been deposited at GEO and are publicly available as of the date 

of  publication.  Accession  numbers  are  listed  in  the  key  resources  table.  All  data 

contained in this paper will be shared by the lead author upon request. 

The paper does not report original code. 

Any  additional  information  required  to  re-analyze  the  data  reported  in  this  paper  is 

available from the lead contact upon request. 

Experimental model and study participant details 

C. elegans strains, culture conditions and fasting

 

All strains were maintained at 20

C on NGM plates seeded with 

Escherichia coli

 OP50 

using  standard  husbandry  techniques

66

.  Strains  used  in  this  study  were:  N2  Bristol 

(wild type laboratory strain), AD1116 

eat-2(ad1116)

, CF1903 

glp-1(e2144ts)

, MQ989 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

20 

isp-1(qm150);ctb-1(qm189)

,  AM738  (rmIs297  [

vha-6

p::Q(44)::YFP, 

rol-6(su1006)

]), 

AM140  (rmIs132  [

unc-54

p::Q(35)::YFP]),  GMC101  dvIs100[unc-54p::Abeta-1-

42::unc-

54  3’  UTR  +  mtl-2p::GFP],  CL2122  dvIs15[pPD30.38)  unc-54(vector)  + 

(pCL26)  mtl-2p::gfp],  PS3551 

hsf-1(sy441), 

CF1038

  daf-16(mu86),

  RB711 

pqm-

1(ok485)

,  TM1153 

atf-6(tm1153)

,  SJ17 

xbp-1(zc12)

,  RB545 

pek-1(ok275)

,  TM4525 

atfs-1(tm4525)

,  JIN1375 

hlh-30(tm1978)

,  BR4006 

pink-1(tm1779)

,  VC1024 

pdr-

1(gk448)

, TM2648 

sir-2.2(tm2648)

, RB654 

sir-2.3(ok444)

, WBM321 (wbmIs321[acs-

2p::gfp  +  rol-6(su1006)]),  STE68 

nhr-49(nr2041)

,  VC936 

jmjd-3.1(gk384)

.  SJ4103 

zcls14

[myo-3::GFP(mit)],  TH188  ddIs105[sir-2.2::TY1::EGFP::3XFLAG(92C12)  + 

unc-119(+)],  MAH215  sqIs11[lgg-1p::mCherry::GFP::lgg-1  +  rol-6(su1006)]

PP563 

hhIs64[unc-119p(+);  sur-5p::UbV::gfp]  and  PP556  hhIs57[unc-119(+);  sur-5p::gfp]. 

Worms  were  fasted  by  moving  mid-stage  L4s  to  plates  without  food  for  indicated 

lengths of time (4, 8, 12, 16, 20, or 24 hours). Following fasting, worms were moved 

back to plates containing food for subsequent stress resistance or lifespan assays. To 

ensure  efficient  removal  of  food  from  roller  strains  (those  carrying  a 

rol-6

  selection 

marker), mid-L4  stage  worms  were  sequentially  moved  to  plates without  food  three 

times, with 10-minute periods of incubation/crawling allowed between each transfer. 

Mouse breeding and maintenance 

All procedures were performed in accordance with the Animals (Scientific Procedures) 

Act  1986,  complied  with  ARRIVE  guidelines  and  were  approved  by  the  University 

College  London  Ethical  Review  Process  Committee.  Animals  used  for  fasting  and 

QuantiGene 

analysis 

experiments 

were 

(CBA/Ca × C57Bl/6J)F1 

mice 

(B6CBAF1/OlaHsd, Envigo). Male mice at 11 weeks of age were used for all treatment 

groups. Mouse husbandry was performed with up to five mice housed per cage. Mice 

were  housed  in  individually  ventilated  cages  with  Aspen  Chips  4  Premium  bedding 

(Datesand) and with environmental enrichment which included chew sticks and a play 

tunnel (Datesand). Mice had unrestricted access to food (Teklad global 18% protein 

diet, Envigo) and water. The temperature was regulated at 21 

°C ± 1 °C and animals 

were kept on a 12 h light/dark cycle. The animal facility was barrier-maintained and 

quarterly non-sacrificial FELASA screens found no evidence of pathogens.  

NVP-HSP990 formulation and dosing of fed and fasted mice 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

21 

NVP-HSP990  (2-amino-7,8-dihydro-6H-pyrido[4,3-d]pyrimidin-5-one)  was  obtained 

from  Novartis  Pharma  AG.  NVP-HSP990  was  formulated  as  a  suspension  in  2% 

methylcellulose  (Sigma),  diluted  in  0.9%  saline  solution  (Severn  Biotech)  and 

sonicated twice at high frequency in an ultrasonic bath. Both vehicle and NVP-HSP990 

solutions  were  freshly  prepared  for  the  dosing  experiment.  Thorough  mixing  was 

carried  out  between  doses  to  maintain  NVP-HSP990  as  an  even  suspension.  Male 

mice at 11 weeks of age were fasted by complete removal of food for 16 hours. At this 

point, animals were dosed with vehicle (n = 6 fed; n = 5 fasted) or 12 mg / kg NVP-

HSP990 (n = 9 fed; n = 9 fasted) by oral gavage and sacrificed 2 hours later (total of 

18  hours  without  food  for  fasted  group).  Sample  sizes  were  based  on  previous 

experimental results

34

. For this dosing experiment, male wild-type mice were always 

randomised with respect to litter of origin and age matched at 11 weeks of age. 2 hours 

after  treatment  with  NVP-HSP990  or  vehicle,  mice  were  sacrificed  by  a  schedule  1 

procedure,  dissected,  tissues  were  snap-frozen  in  liquid  nitrogen  and  stored  at 

− 80 °C. 

Method details 

Tissue homogenisation and QuantiGene gene expression assays 

QuantiGene experiments were performed as previously described

34

. Tissue samples 

were homogenised using a Polytron homogeniser for brain regions or liquid nitrogen 

and pre-chilled pestle and mortar for muscle, using QuantiGene reagents from Thermo 

Fisher  Scientific,  following  the  manufacturer’s  recommendations. Housekeeping 

genes  used  for  normalization  in  cerebrum  (brain)  tissue  were 

Canx,  Atp5b,  Eif4a2, 

Sdha, Gapdh 

and

 Rpl13a

. For quadricep (muscle) tissue, 

Canx, Atp5b, Eif4a2, 

and

 

Sdha

  were  used.  The  tissue  lysate  dilutions  used  for  this  study  are  listed  in 

Supplemental  Table 2.  Information  pertaining  to  probe  regions  and  accession 

numbers  for  the  QuantiGene  multiplex  assays  used  in  this  study  can  be  found  in 

Supplemental Table 3. The median fluorescent intensity (MFI) was read in a Magpix 

(Luminex) using the xPonent software.

 

RNA interference 

All clones were sequenced verified before use and were obtained from the Ahringer 

RNAi  library.  RNAi  was  performed  by  growing  bacteria  for  16  hours  at  37

C  in  LB 

containing 100 µg/ml ampicillin, with shaking (220 rpm). Cultures were then induced 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

22 

with 5 mM IPTG and allowed to grow at 37

C for a further 3 hours. Following induction, 

bacteria were allowed to cool at room temperature and were then seeded onto NGM 

plates containing 100 µg/ml ampicillin and 1 mM IPTG. Seeded plates were allowed 

to dry at room temperature before use. 

Lifespan and stress resistance assays 

In all lifespan and stress resistance assays, survival was scored by gently touching 

worms with a platinum pick at indicated time points. Worms were scored as dead in 

the  absence  of  touch  response  and  absence  of  pharyngeal  pumping.  In  lifespan 

assays, worms exhibiting intestinal prolapse through the vulva (rupturing) or internal 

hatching  of  progeny  (bagging)  were  censored.  For  thermorecovery  assays,  worms 

were heat shocked on seeded NGM plates at 35

C for 4 hours and allowed to recover 

at  20

C.  For  tunicamycin  or  paraquat  treatment,  worms  were  transferred  to  seeded 

NGM plates containing tunicamycin (50 µg/ml) or paraquat (10 mM) and maintained 

at 20

C until dead. 

Proteostasis sensor assays 

Polyglutamine aggregation was scored in muscle and intestinal proteostasis sensors 

at  indicated  time  points  under  a  Nikon  SMZ1270  fluorescence  dissecting 

stereomicroscope.  Aggregates  were  determined  to  be  any  discrete  foci  exhibiting 

fluorescence  signal  above  the  background  diffuse  signal.  Muscle  function  was 

assessed in polyglutamine expressing animals by scoring paralysis at different days 

of  adulthood.  Animals  were  scored  as  paralysed  when  they  were  unable  to  move 

forwards or backwards at least one body length in response to touch with a platinum 

pick. For Abeta (GMC101) and control (CL2122) animals, muscle health was assessed 

by measuring thrashing ability in M9 buffer (number of body bends per minute) under 

a Leica M80 stereo dissection microscope. Worms were shifted to 25

C at the L4 stage 

to  induce  paralysis/thrashing  defects.  All  scoring  was  performed  blind  to  treatment 

groups. 

Autophagy reporter 

Animals were synchronised by egg lay for 1 hour at 20

C. Once animals reached the 

L4 stage, they were transferred onto NGM plates with or without food for 24 hours. 

After this period, worms were moved back to plates containing food for 24 hours, at 

which point, fed and fasted animals were heat-shocked in a water bath for 4 hours at 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

23 

35

C,  or  kept  at  20

  C  for  an  equivalent  period  of  time.  Immediately  following  heat 

shock, worms were mounted onto slides for image acquisition. Worms were mounted 

on  2%  agarose  pads  in  5  mM  levamisole  and  imaged  immediately.  For  image 

acquisition,  a  Zeiss  Imager.Z2  microscope  with  a  Hamamatsu  C13440  ORCA-

Flash4.0 V3 digital camera, Apotome.2 for Z-stack images and ZenBlue software were 

used.  Z-stacks  were  acquired  at  0.6  µm  slice  intervals  using  100x  objective  and 

processed  as  maximum  intensity  projections.  Based  on  previous  studies

67

,  a  Z-

position was selected where the nucleus could be seen in the intestine and posterior 

pharyngeal bulb in the pharynx. The area of the first two intestinal cells was used for 

the quantification of visible puncta in the intestine, whereas the area of the posterior 

pharyngeal bulb was used for the quantification of visible puncta in the pharynx. Green 

or yellow puncta were scored as autophagosomes while red puncta were scored as 

autolysosomes. 

UPS reporter 

Animals were synchronised by egg lay for 1 hour at 20

C. Once animals reached the 

L4 stage, they were transferred onto NGM plates with or without food for 24 hours. 

After this period, worms were moved back to plates containing food for 24 hours, at 

which point, fed and fasted animals were heat-shocked in a water bath for 4 hours at 

35

C,  or  kept  at  20

  C  for  an  equivalent  period  of  time.  Immediately  following  heat 

shock, worms were mounted onto slides for image acquisition. Worms were mounted 

on  2%  agarose  pads  in  3  mM  levamisole  and  imaged  immediately.  For  image 

acquisition, a Nikon SMZ1270 fluorescence dissecting stereomicroscope with a DS-

Fi3 5.9 MP colour camera was used. Images were processed using ImageJ

68

RNA extraction, cDNA synthesis and RTqPCR 

Approximately 100-200 adult animals per treatment group were lysed in 250 

l of Trizol 

by vortexing for 20 minutes at 4

C. RNA was purified using an RNeasy extraction kit 

as per 

manufacturer’s instructions. cDNA was generated using 1 µg of total RNA and 

an  iScript  cDNA  synthesis  kit.  Real-time  quantitative  PCR  was  performed  using  a 

Biorad  CFX96  Real-time  PCR  detection  system  and  BioRad  SsoAdvanced  SYBR 

green  super  mix.  Expression  of  genes  of  interest  was  calculated  relative  to  the 

housekeeping genes 

rpb-2 

and 

cdc-42 

using the standard curve method. Sequences 

for  all  primer  pairs  used  in  this  study  can  be  found  in  Supplemental  Table  3.  For 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

24 

quantification  of  mRNA  levels  following  heat  shock,  animals  were  harvested 

immediately after the heat shock conditions specified (35

C, 30 minutes).  

RNA-sequencing and analysis 

RNA  integrity  was  assessed  using  an  RNA  Nano  6000  assay  kit  and  an  Agilent 

Bioanalyzer 2100 system. Following this, mRNA was purified from 1 

g of total RNA 

using  poly-dT  magnetic  beads  and  cDNA  libraries  were  generated  using  random 

hexamers  and  M-MuLV  reverse  transcriptase  for  first  strand  synthesis,  followed  by 

second  strand  synthesis  using  DNA  polymerase  I  and  RNase  H.  Fragments  were 

blunt-ended and adapters were ligated before PCR was performed using Phusion high 

fidelity  DNA  polymerase.  PCR  products  were  purified  using  an  AMPure  XP  system 

and  library  quality  was  checked  using  an  Agilent  Bioanalyzer  2100.  Libraries  were   

sequenced using an Illumina Novaseq 6000 platform to generate paired-end 150 base 

pair reads at a depth of 20 million reads per sample. Following sequencing, raw data 

was checked and reads containing adapter sequences, poly-N reads or poor-quality 

sequences  were  removed.  Reads  were  then  aligned  to  the 

C.  elegans

  reference 

genome  using  Hisat2  v2.0.5  and  featureCounts  v1.5.0-p3  was  used  to  quantify  the 

number of reads mapped to each gene. Differential expression testing was carried out 

using DESeq2 and p-values were adjusted using Benjamini-Hochberg. Z-scores were 

calculated for each gene from log FPKM expression data for all differentially expressed 

genes (> 1.5-fold, adj p < 0.05).  Up or down regulated genes were analysed using the 

g:profiler  tool  to  identify  KEGG  processes/pathways  and  Gene  Ontology  categories 

that were enriched in either group. Raw and processed data can be found at the NCBI 

Gene Expression Omnibus using accession number  GSE236616

For quantification 

of mRNA levels following heat shock, animals were harvested immediately after the 

heat shock conditions specified (35

C, 30 minutes). 

Protein extraction and western blotting 

To  extract  protein  for  western  blotting,  worms  (approximately  500 

–  1000)  were 

collected in M9, pelleted, and then resuspended in RIPA buffer supplemented with a 

protease inhibitor cocktail tablet. Worm pellets were then flash frozen in liquid nitrogen 

and  ground  in  microcentrifuge  tubes  using  a  plastic  dounce  homogenizer.  Freezing 

and  grinding  were  performed  twice,  and  effectiveness  of  lysing  was  confirmed  by 

checking  a  sample  of  the  lysate  under  a  dissecting  microscope.  Lysates  were  then 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

25 

centrifuged at 15,000 x 

g

 at 4

C for 15 minutes and the supernatant was collected. 

Proteins were separated by SDS-PAGE and transferred to nitrocellulose membranes 

before probing with primary antibodies. Blots were incubated with primary antibodies 

for 1 hour at room temperature (Histone H3 - 1:5000, tubulin - 1:10,000) or overnight 

at  4

C  (anti-H3K27me3  (1:1000),  anti-H3K27ac  (1:1000)),  washed  three  times  with 

PBS-0.2%  Tween,  incubated  with  secondary  antibodies  for  1  hour  at  room 

temperature  (mouse-HRP 

–  1:5000,  rabbit-HRP  –  1:5000),  washed  a  further  three 

times with PBS-0.2% Tween, and then developed using ECL detection reagents and 

an Amersham ImageQuant800 detection system. Densitometry of protein bands was 

performed using ImageJ gel analysis tools. 

Chromatin immunoprecipitation 

Worms  (20,000  per  treatment  group)  were  harvested  in  M9,  pelleted  and  re-

suspended in 1% formaldehyde-PBS to promote cross-linking. Worms were then fixed 

for 30 minutes at room temperature, washed three times in PBS and resuspended in 

FA buffer. Worms were then dounce homogenized on ice before being subjected to 

sonication  using  a  Diagenode  Bioruptor  sonicator  (15  rounds  of  30  s  on  1  min  off). 

Samples were then centrifuged at 4

C for 15 minutes and lysates were subjected to 5 

more  rounds  of  sonication  to  shear  chromatin  to  approximately  500  bp  in  size. 

Pulldowns were performed by incubating 2 mg of pre-cleared chromatin with 20 µl of 

washed and pre-blocked Protein G Dynabeads and 2 µg antibody (anti-GFP) in 1 ml 

of FA buffer, overnight at 4

C. Following incubation, beads were washed twice with 

FA buffer, once with low salt wash buffer, once with high salt wash buffer, and once 

with TEL buffer before being eluted from beads using 100 µl of 1% SDS. Cross-linking 

was reversed by incubating samples at 65

C overnight in the presence of 20 mM NaCl, 

before protein and RNA were removed by RNAse A (30 min at 37

C) and Proteinase 

K  (1  hour  at  55

C)  treatment.  Samples  were  boiled  at  95

C  and  DNA  was  purified 

using a Qiagen PCR purification kit, as per 

manufacturer’s instructions. 

Mitochondrial morphology assays 

The mitochondria morphology in muscle of the 

zcls14[myo-3::GFP(mit)]

 animals was 

examined.  2%  of  molten  agarose  in  water  was  used  to  make  glass  slides.  Animals 

were immobilized on agarose pads in 3 mM levamisole with a glass cover slip on the 

top. To acquire images, 63x/1.40 oil objective lens of the Zeiss Imager.Z2 microscope 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

26 

was  used.  Images  were  processed  using  ImageJ.  Qualitative  analysis  of  the 

mitochondria morphology in each muscle section was performed. The largest regions 

of  clear  body  wall  muscle  were  identified  between  the  pharynx  and  the  vulva  or 

between the vulva and tail. No significant difference was observed between these two 

segments. Adjacent regions to the tail, pharynx and vulva were excluded due to the 

disrupted mitochondria morphology which naturally occurs there. Images were scored 

as fused, tubular, intermediate and fragmented based on the mitochondria structure 

organization.   

Quantification and statistical analysis 

All  statistical  tests  (Mantel  Cox  Log-rank,  one-way  ANOVA,  two-way  ANOVA  and 

Student’s t-test) were carried out as stated within each figure legend using GraphPad 

Prism  9.  The  statistical  details  of  all  experiments  can  be  found  within  the 

accompanying figure legends or in Table S1. 

 

References 

1. Labbadia, J., and Morimoto, R.I. (2015). The biology of proteostasis in aging and 

disease.  Annu.  Rev.  Biochem.

 

84,  435-464.  10.1146/annurev-biochem-060614-

033955.

 

 

2.  Hipp,  M.S.,  Kasturi,  P.,  and  Hartl,  F.U.  (2019).  The  proteostasis  network  and  its 

decline in ageing. Nat. Rev. Mol. Cell Biol.

 

20, 421-435. 10.1038/s41580-019-0101-y. 

3.  Hetz,  C.  (2021).  Adapting  the  proteostasis  capacity  to  sustain  brain  healthspan. 

Cell.

 

184, 1545-1560. 10.1016/j.cell.2021.02.007. 

4. Shemesh, N., Shai, N., and Ben-Zvi, A. (2013). Germline stem cell arrest inhibits 

the collapse of somatic proteostasis early in Caenorhabditis elegans adulthood. Aging 

Cell.

 

12, 814-822. 10.1111/acel.12110. 

5. Labbadia, J., and Morimoto, R.I. (2015). Repression of the Heat Shock Response 

Is  a  Programmed  Event  at  the  Onset  of  Reproduction.  Mol.  Cell.

 

59,  639-650. 

10.1016/j.molcel.2015.06.027. 

6. Labbadia, J., Brielmann, R.M., Neto, M.F., Lin, Y.F., Haynes, C.M., and Morimoto, 

R.I. (2017). Mitochondrial Stress  Restores the Heat Shock Response and  Prevents 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

27 

Proteostasis 

Collapse 

during 

Aging. 

Cell 

Rep.

 

21, 

1481-1494. 

10.1016/j.celrep.2017.10.038. 

7. Sala, A.J., Bott, L.C., Brielmann, R.M., and Morimoto, R.I. (2020). Embryo integrity 

regulates  maternal  proteostasis  and  stress  resilience.  Genes  Dev.

 

34,  678-687. 

10.1101/gad.335422.119. 

8. Williams, R., Laskovs, M., Williams, R.I., Mahadevan, A., and Labbadia, J. (2020). 

A  Mitochondrial  Stress-Specific  Form  of  HSF1  Protects  against  Age-Related 

Proteostasis Collapse. Dev. Cell.

 

54, 758-772 e755. 10.1016/j.devcel.2020.06.038. 

9. Aman, Y., Erinjeri, A.P., Tataridas-Pallas, N., Williams, R., Wellman, R., Chapman, 

H.,  and  Labbadia,  J.  (2022).  Loss  of  MTCH-1  suppresses  age-related  proteostasis 

collapse through the inhibition of programmed cell death factors. Cell Rep.

 

41, 111690. 

10.1016/j.celrep.2022.111690. 

10. Sural, S., Liang, C.Y., Wang, F.Y., Ching, T.T., and Hsu, A.L. (2020). HSB-1/HSF-

1 pathway modulates histone H4 in mitochondria to control mtDNA transcription and 

longevity. Sci. Adv. 6, eaaz4452. 10.1126/sciadv.aaz4452. 

11. Watterson, A., Arneaud, S.L.B., Wajahat, N., Wall, J.M., Tatge, L., Beheshti, S.T., 

Mihelakis, M., Cheatwood, N.Y., McClendon, J., Ghorashi, A.

, et al.

 (2022). Loss of 

heat shock factor initiates intracellular lipid surveillance by actin destabilization. Cell 

Rep.

 

41, 111493. 10.1016/j.celrep.2022.111493. 

12. Lou, G., Palikaras, K., Lautrup, S., Scheibye-Knudsen, M., Tavernarakis, N., and 

Fang,  E.F.  (2020).  Mitophagy  and  Neuroprotection.  Trends  Mol.  Med.  26,  8-20. 

10.1016/j.molmed.2019.07.002.  

13. Fontana, L., and Partridge, L. (2015). Promoting health and longevity through diet: 

from model organisms to humans. Cell.

 

161, 106-118. 10.1016/j.cell.2015.02.020. 

14. Longo, V.D., Di Tano,  M., Mattson,  M.P., and Guidi, N. (2021). Intermittent  and 

periodic  fasting,  longevity  and  disease.  Nat.  Aging.

 

1,  47-59.  10.1038/s43587-020-

00013-3. 

15.  Honjoh,  S.,  Yamamoto,  T.,  Uno,  M.,  and  Nishida,  E.  (2009).  Signalling  through 

RHEB-1  mediates  intermittent  fasting-induced  longevity  in  C.  elegans.  Nature.

 

457, 

726-730. 10.1038/nature07583. 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

28 

16. Catterson, J.H., Khericha,  M., Dyson, M.C., Vincent, A.J., Callard, R., Haveron, 

S.M., Rajasingam, A., Ahmad, M., and Partridge, L. (2018). Short-Term, Intermittent 

Fasting Induces Long-Lasting Gut Health and TOR-Independent Lifespan Extension. 

Curr. Biol.

 

28, 1714-1724 e1714. 10.1016/j.cub.2018.04.015. 

17. Van Gilst, M.R., Hadjivassiliou, H., and Yamamoto, K.R. (2005). A Caenorhabditis 

elegans  nutrient  response  system  partially  dependent  on  nuclear  receptor  NHR-49. 

Proc Natl Acad Sci U S A.

 

102, 13496-13501.

 

10.1073/pnas.0506234102. 

18. Weir, H.J., Yao, P., Huynh, F.K., Escoubas, C.C., Goncalves, R.L., Burkewitz, K., 

Laboy,  R.,  Hirschey,  M.D.,  and  Mair,  W.B.  (2017).  Dietary  Restriction  and  AMPK 

Increase  Lifespan  via  Mitochondrial  Network  and  Peroxisome  Remodeling.  Cell 

Metab.

 

26, 884-896 e885. 10.1016/j.cmet.2017.09.024.  

19.  Steinkraus,  K.A.,  Smith,  E.D.,  Davis,  C.,  Carr,  D.,  Pendergrass,  W.R.,  Sutphin, 

G.L.,  Kennedy,  B.K.,  and  Kaeberlein,  M.  (2008).  Dietary  restriction  suppresses 

proteotoxicity  and  enhances  longevity  by  an  hsf-1-dependent  mechanism  in 

Caenorhabditis elegans. Aging Cell.

 

7, 394-404. 10.1111/j.1474-9726.2008.00385.x. 

20.  Li,  J.,  Chauve,  L.,  Phelps,  G.,  Brielmann,  R.M.,  and  Morimoto,  R.I.  (2016)  E2F 

coregulates an essential developmental program that is distinct from the heat-shock 

response. Genes Dev. 30, 2062-2075. 10.1101/gad.283317.116.  

21. Segref, A., Torres, S., and Hoppe, T. (2011). A screenable in vivo assay to study 

proteostasis  networks  in  Caenorhabditis  elegans.  Genetics.  187,  1235-1240. 

10.1534/genetics.111.126797. 

22.  Chang,  J.T.,  Kumsta,  C.,  Hellman,  A.B.,  adams,  L.M.,  and  Hansen,  M.   (2017). 

Spatiotemporal regulation of autophagy during Caenorhabditis elegans aging. eLife. 

6, e18459. 10.7554/eLife.18459. 

23. Rodgers, J.T., Lerin, C., Haas, W., Gygi, S.P., Spiegelman, B.M., and Puigserver, 

P. (2005). Nutrient control of glucose homeostasis through a complex of PGC-1alpha 

and SIRT1. Nature.

 

434, 113-118. 10.1038/nature03354. 

24. Tataridas-Pallas, N., Thompson, M.A., Howard, A., Brown, I., Ezcurra, M., Wu, Z., 

Silva, I.G., Saunter, C.D., Kuerten, T., Weinkove, D.

, et al.

 (2021). Neuronal SKN-1B 

modulates  nutritional  signalling  pathways  and  mitochondrial  networks  to  control 

satiety. PLoS Genet.

 

17, e1009358. 10.1371/journal.pgen.1009358. 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

29 

25. Westerheide, S.D., Anckar, J., Stevens, S.M., Jr., Sistonen, L., and Morimoto, R.I. 

(2009). Stress-inducible regulation of heat shock factor 1 by the deacetylase SIRT1. 

Science.

 

323, 1063-1066. 10.1126/science.1165946. 

26.  Raynes,  R.,  Leckey,  B.D.,  Jr.,  Nguyen,  K.,  and  Westerheide,  S.D.  (2012).  Heat 

shock and caloric restriction have a synergistic effect on the heat shock response in a 

sir2.1-dependent  manner  in  Caenorhabditis  elegans.  J.  Biol.  Chem.

 

287,  29045-

29053. 10.1074/jbc.M112.353714. 

27. Wirth, M., Karaca, S., Wenzel, D., Ho, L., Tishkoff, D., Lombard, D.B., Verdin, E., 

Urlaub,  H.,  Jedrusik-Bode,  M.,  and  Fischle,  W.  (2013).  Mitochondrial  SIRT4-type 

proteins in Caenorhabditis elegans and mammals interact with pyruvate carboxylase 

and  other  acetylated  biotin-dependent  carboxylases.  Mitochondrion.

 

13,  705-720. 

10.1016/j.mito.2013.02.002. 

28. Sarov, M., Murray, J.I., Schanze, K., Pozniakovski, A., Niu, W., Angermann, K., 

Hasse, S., Rupprecht, M., Vinis, E., Tinney, M.

, et al.

 (2012). A genome-scale resource 

for  in  vivo  tag-based  protein  function  exploration  in  C.  elegans.  Cell.

 

150,  855-866. 

10.1016/j.cell.2012.08.001. 

29. Aman, Y., Schmauck-Medina, T., Hansen, M., Morimoto, R.I., Simon, A.K., Bjedov, 

I.,  Palikaras,  K.,  Simonsen,  A.,  Johansen,  T.,  Tavernarakis,  N.

,  et  al.

  (2021). 

Autophagy  in  healthy  aging  and  disease.  Nat.  Aging.

 

1,  634-650.  10.1038/s43587-

021-00098-4. 

30. Palikaras, K., Lionaki, E., and Tavernarakis, N. (2015). Coordination of mitophagy 

and  mitochondrial  biogenesis  during  ageing  in  C.  elegans.  Nature.

 

521,  525-528. 

10.1038/nature14300. 

31. Liu, Y.J., McIntyre, R.L., Janssens, G.E., Williams, E.G., Lan, J., van Weeghel, M., 

Schomakers,  B.,  van  der  Veen,  H.,  van  der  Wel,  N.N.,  Yao,  P.

,  et  al.

  (2020). 

Mitochondrial translation and dynamics synergistically extend lifespan in C. elegans 

through HLH-30. J. Cell Biol.

 

219, e201907067. 10.1083/jcb.201907067.  

32.  Merkwirth,  C.,  Jovaisaite,  V.,  Durieux,  J.,  Matilainen,  O.,  Jordan,  S.D.,  Quiros, 

P.M., Steffen, K.K., Williams, E.G., Mouchiroud, L., Tronnes, S.U.

, et al.

 (2016). Two 

Conserved Histone Demethylases Regulate Mitochondrial Stress-Induced Longevity. 

Cell.

 

165, 1209-1223. 10.1016/j.cell.2016.04.012. 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

30 

33. Li, T.Y., Sleiman, M.B., Li, H., Gao, A.W., Mottis, A., Bachmann, A.M., El Alam, 

G.,  Li,  X.,  Goeminne,  L.J.E.,  Schoonjans,  K.

,  et  al.

  (2021).  The  transcriptional 

coactivator CBP/p300 is an evolutionarily conserved node that promotes longevity in 

response to mitochondrial stress. Nat. Aging.

 

1, 165-178. 10.1038/s43587-020-00025-

z. 

34. Gomez-Paredes, C., Mason, M.A., Taxy, B.A., Papadopoulou, A.S., Paganetti, P., 

and  Bates,  G.P.  (2021).  The  heat  shock  response,  determined  by  QuantiGene 

multiplex, is impaired in HD mouse models and not caused by HSF1 reduction. Sci. 

Rep.

 

11, 9117. 10.1038/s41598-021-88715-5. 

35. Uno, M., Honjoh, S., Matsuda, M., Hoshikawa, H., Kishimoto, S., Yamamoto, T., 

Ebisuya,  M.,  Yamamoto,  T.,  Matsumoto,  K.,  and  Nishida,  E.  (2013).  A  fasting-

responsive signaling pathway that extends life span in C. elegans. Cell Rep.

 

3, 79-91. 

10.1016/j.celrep.2012.12.018. 

36. Kaeberlein, T.L., Smith, E.D., Tsuchiya, M., Welton, K.L., Thomas, J.H., Fields, S., 

Kennedy,  B.K.,  and  Kaeberlein,  M.  (2006).  Lifespan  extension  in  Caenorhabditis 

elegans  by  complete  removal  of  food.  Aging  Cell.

 

5,  487-494.  10.1111/j.1474-

9726.2006.00238.x. 

37. Liu, G., Rogers, J., Murphy, C.T., and Rongo, C. (2011). EGF signalling activates 

the ubiquitin proteasome system to modulate C. elegans lifespan. EMBO J.

 

30, 2990-

3003. 10.1038/emboj.2011.195. 

38.  Taylor,  R.C.,  and  Dillin,  A.  (2013).  XBP-1  is  a  cell-nonautonomous  regulator  of 

stress resistance and longevity. Cell.

 

153, 1435-1447. 10.1016/j.cell.2013.05.042. 

39.  Partridge,  L.,  Gems,  D.,  and  Withers,  D.J.  (2005).  Sex  and  death:  what  is  the 

connection? Cell.

 

120, 461-472. 10.1016/j.cell.2005.01.026. 

40. Carrano, A.C., Liu, Z., Dillin, A., and Hunter, T. (2009). A conserved ubiquitination 

pathway  determines  longevity  in  response  to  diet  restriction.  Nature.

 

460,  396-399. 

10.1038/nature08130. 

41.  Ulgherait,  M.,  Midoun,  A.M.,  Park,  S.J.,  Gatto,  J.A.,  Tener,  S.J.,  Siewert,  J., 

Klickstein,  N.,  Canman,  J.C.,  Ja,  W.W.,  and  Shirasu-Hiza,  M.  (2021).  Circadian 

autophagy  drives  iTRF-mediated  longevity.  Nature.

 

598,  353-358.  10.1038/s41586-

021-03934-0. 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

31 

42.  Hsu,  A.L.,  Murphy,  C.T.,  and  Kenyon,  C.  (2003).  Regulation  of  aging  and  age-

related  disease  by  DAF-16  and  heat-shock  factor.  Science.

 

300,  1142-1145. 

10.1126/science.1083701. 

43. Shpigel, N., Shemesh, N., Kishner, M., and Ben-Zvi, A. (2019). Dietary restriction 

and  gonadal  signaling  differentially  regulate  post-development  quality  control 

functions in Caenorhabditis elegans. Aging Cell.

 

18, e12891. 10.1111/acel.12891. 

44. Minsky, N., and Roeder, R.G. (2015). Direct link between metabolic regulation and 

the heat-shock response through the transcriptional regulator PGC-1alpha. Proc Natl 

Acad Sci U S A.

 

112, E5669-5678. 10.1073/pnas.1516219112. 

45. Weindruch, R., and Sohal, R.S. (1997). Seminars in medicine of the Beth Israel 

Deaconess Medical Center. Caloric intake and aging. N. Engl. J. Med.

 

337, 986-994. 

10.1056/NEJM199710023371407. 

46. Kim, H.E., Grant, A.R., Simic, M.S., Kohnz, R.A., Nomura, D.K., Durieux, J., Riera,  

C.E.,  Sanchez,  M.,  Kapernick,  E.,  Wolff,  S.

,  et  al.

  (2016).  Lipid  Biosynthesis 

Coordinates  a  Mitochondrial-to-Cytosolic  Stress  Response.  Cell.

 

166,  1539-1552 

e1516. 10.1016/j.cell.2016.08.027. 

47. Matilainen, O., Sleiman, M.S.B., Quiros, P.M., Garcia, S., and Auwerx, J. (2017). 

The  chromatin  remodeling  factor  ISW-1  integrates  organismal  responses  against 

nuclear  and  mitochondrial  stress.  Nat.  Commun.

 

8,  1818.  10.1038/s41467-017-

01903-8. 

48. Boos, F., Kramer, L., Groh, C., Jung, F., Haberkant, P., Stein, F., Wollweber, F., 

Gackstatter,  A.,  Zoller,  E.,  van  der  Laan,  M.

,  et  al.

  (2019).  Mitochondrial  protein-

induced stress triggers a global adaptive transcriptional programme. Nat. Cell Biol.

 

21, 

442-451. 10.1038/s41556-019-0294-5. 

49. Fang, E.F., Hou, Y., Lautrup, S., Jensen, M.B., Yang, B., SenGupta, T., Caponio, 

D., Khezri, R., Demarest, T.G., Aman, Y.

, et al.

 (2019). NAD(+) augmentation restores 

mitophagy and limits accelerated aging in Werner syndrome. Nat. Commun.

 

10, 5284. 

10.1038/s41467-019-13172-8. 

50. Park, K., Lim, H., Kim, J., Hwang, Y., Lee, Y.S., Bae, S.H., Kim, H., Kim, H., Kang, 

S.W., Kim, J.Y.

, et al.

 (2022). Lysosomal Ca(2+)-mediated TFEB activation modulates 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

32 

mitophagy and functional adaptation of pancreatic beta-cells to metabolic stress. Nat. 

Commun.

 

13, 1300. 10.1038/s41467-022-28874-9. 

51. Lapierre, L.R., De Magalhaes Filho, C.D., McQuary, P.R., Chu, C.C., Visvikis, O., 

Chang, J.T., Gelino, S., Ong, B., Davis, A.E., Irazoqui, J.E.

, et al.

 (2013). The TFEB 

orthologue HLH-30 regulates autophagy and modulates longevity in Caenorhabditis 

elegans. Nat. Commun.

 

4, 2267. 10.1038/ncomms3267. 

52. Wong, S.Q., Ryan, C.J., Bonal, D.M., Mills, J., and Lapierre, L.R. (2023). Neuronal 

HLH-30/TFEB  modulates  peripheral  mitochondrial  fragmentation  to  improve 

thermoresistance 

in 

Caenorhabditis 

elegans. 

Aging 

Cell.

 

22, 

e13741. 

10.1111/acel.13741. 

53.  Kumsta,  C.,  Chang,  J.T.,  Schmalz,  J.,  and  Hansen,  M.  (2017).  Hormetic  heat 

stress  and  HSF-1  induce  autophagy  to  improve  survival  and  proteostasis  in  C. 

elegans. Nat. Commun.

 

8, 14337. 10.1038/ncomms14337. 

54.  Mony,  V.K.,  Drangowska-Way,  A.,  Albert,  R.,  Harrison,  E.,  Ghaddar,  A.,  Horak, 

M.K.,  Ke,  W.,  and  O'Rourke,  E.J.  (2021).  Context-specific  regulation  of  lysosomal 

lipolysis through network-level diverting of transcription factor interactions. Proc Natl 

Acad Sci U S A.

 

118, e2104832118. 10.1073/pnas.2104832118. 

55.  Laurent,  G.,  German,  N.J., Saha,  A.K.,  de  Boer, V.C.,  Davies,  M.,  Koves,  T.R., 

Dephoure,  N.,  Fischer,  F.,  Boanca,  G.,  Vaitheesvaran,  B.

,  et  al.

  (2013).  SIRT4 

coordinates the balance between lipid synthesis and catabolism by repressing malonyl 

CoA decarboxylase. Mol. Cell.

 

50, 686-698. 10.1016/j.molcel.2013.05.012. 

56.  Nakagawa,  T.,  Lomb,  D.J.,  Haigis,  M.C.,  and  Guarente,  L.  (2009).  SIRT5 

Deacetylates carbamoyl phosphate synthetase 1 and regulates the urea cycle. Cell.

 

137, 560-570. 10.1016/j.cell.2009.02.026. 

57. Hirschey, M.D., Shimazu, T., Goetzman, E., Jing, E., Schwer, B., Lombard, D.B., 

Grueter, C.A., Harris, C., Biddinger, S., Ilkayeva, O.R.

, et al.

 (2010). SIRT3 regulates 

mitochondrial  fatty-acid  oxidation  by  reversible  enzyme  deacetylation.  Nature.

 

464, 

121-125. 10.1038/nature08778. 

58. Zhang, M., Poplawski, M., Yen, K., Cheng, H., Bloss, E., Zhu, X., Patel, H., and 

Mobbs, C.V. (2009). Role of CBP and SATB-1 in aging, dietary restriction, and insulin-

like signaling. PLoS Biol.

 

7, e1000245. 10.1371/journal.pbio.1000245. 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

33 

59.  Barrett,  L.N.,  and  Westerheide,  S.D.  (2022).  The  CBP-1/p300  Lysine 

Acetyltransferase Regulates the Heat Shock Response in C. elegans. Front. Aging.

 

3, 

861761. 10.3389/fragi.2022.861761. 

60. Guisbert, E., Czyz, D.M., Richter, K., McMullen, P.D., and Morimoto, R.I. (2013). 

Identification  of  a  tissue-selective  heat  shock  response  regulatory  network.  PLoS 

Genet.

 

9, e1003466. 10.1371/journal.pgen.1003466. 

61. Zhu, D., Wu, X., Zhou, J., Li, X., Huang, X., Li, J., Wu, J., Bian, Q., Wang, Y., and 

Tian, Y. (2020). NuRD mediates mitochondrial stress-induced longevity via chromatin 

remodeling  in  response  to  acetyl-CoA  level.  Sci.  Adv.

 

6,  eabb2529. 

10.1126/sciadv.abb2529. 

62. Tian, Y., Garcia, G., Bian, Q., Steffen,  K.K., Joe, L., Wolff, S., Meyer, B.J., and 

Dillin, A. (2016). Mitochondrial Stress Induces Chromatin Reorganization to Promote 

Longevity and UPR(mt). Cell.

 

165, 1197-1208. 10.1016/j.cell.2016.04.011. 

63. Lu, Y., Regan, J.C., E

er, J., Drews, L. F., Weinseis, T., Stinn, J., Hahn, O., Miller, 

R.A., Gronke, S., and Partridge, L. (2021). A TORC1-histone axis regulates chromatin 

organisation  and  non-canonical  induction  of  autophagy  to  ameliorate  ageing.  Elife. 

14:10:e62233. 10.7554/eLife.62233. 

64.  Regan,  J.C.,  Lu,  Y.,  Urena,  E.,  Meilenbrock,  R.L.,  Catterson,  J.H.,  Ki

ler,  D., 

Frohlich, J., Funk, E., and Partridge, L. (2022). Sexual identity of enterocytes regulates 

autophagy to determine intestinal health, lifespan and responses to rapamycin. Nat. 

Aging. 2, 1145-1158. 10.1038/s43587-022-00308-7. 

65. Debes, C., Papadakis, A., Gronke, S., Karalay, O., Tain, L.S., Mizi, A., Nakamura, 

S., Hahn, O., Weigelt, C., Josipovic, N., Zirkel, A., Brusius, I., Sofiadis, K., Lamprousi, 

M., Lu, Y., Huang, W., Esmaillie, R., Kubacki, T., Spath, M. R., Schermer, B., Benzing, 

T., Muller, R., Antebi, A., Partridge, L., Papantonis, A., and Beyer, A. (2023). Ageing-

associated changes in transcriptional elongation influence longevity. Nature. 616, 814-

821. 10.1038/s41586-023-05922-y. 

66. Brenner, S. (1974). The genetics of Caenorhabditis elegans. Genetics. 77, 71-94. 

10.1093/genetics/77.1.71. 10.1093/genetics/77.1.71. 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

34 

67.  Chang,  J.T.,  Hansen,  M.,  and  Kumsta,  C.  (2020).  Assessing  tissue-specific 

autophagy  flux  in  adult  Caenorhabditis  elegans.  Methods  Mol.  Biol.  2144,  187-200. 

10.1007/978-1-0716-0592-9_17. 

68. Schneider CA, Rasband WS, Eliceiri KW. (2012). NIH Image to ImageJ: 25 years 

of image analysis. Nat. Methods. 9, 671-675. 10.1038/nmeth.2089. 

 

 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

Highlights 

 

A single period of transient fasting enhances proteostasis and extends 

lifespan 

 

Transient fasting potentiates HSF-1 activity in worms and mice 

 

Enhanced HSF-1 activity following fasting is dependent on mitochondrial 

sirtuins 

 

Potentiation of HSF-1 following fasting requires the H3K27me3 demethylase 

JMJD-3.1  

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

Key resources table 

REAGENT or RESOURCE 

SOURCE 

IDENTIFIER 

Antibodies 

Rabbit monoclonal anti Histone H3 - Nuclear Marker 

ABCAM

 

Cat# ab176842, 
RRID:AB_2493104 
 

Rabbit monoclonal anti Histone H3 (tri methyl K27)

 

 

ABCAM

 

Cat# ab192985, 
RRID:AB_2650559 

Rabbit monoclonal anti Histone H3 (acetyl K27)

 

 

ABCAM

 

Cat# ab177178, 
RRID:AB_2828007 

Mouse monoclonal anti-alpha tubulin  

SIGMA 

Cat# T5168, B512; 
RRID: AB_477579 

Bacterial and virus strains  

 

 

E. coli 

OP50  

 

CGC 

WB OP50; RRID: 
WB-STRAIN:OP50  
 

E. coli 

HT115  

 

CGC 

WB HT115; RRID: 
WB-STRAIN:HT115  
 

Biological samples 
 

 

 

Chemicals, peptides, and recombinant proteins 

Paraquat  
 

SIGMA 

Cat# 856177  
 

Tunicamycin  

Cambridge 
Bioscience  

Cat# 11445  

Critical commercial assays 

RNeasy extraction kit 

QIAGEN 

Cat# 74104 

iScript cDNA synthesis kit 

BIO-RAD 

Cat# 1708890 

Qiagen PCR purification kit 

QIAGEN 

Cat# 28104 

 

 

 

Deposited data 

All raw and processed RNA-sequencing data 

Gene 

Expression 

Omnibus 

GSE236616

 

Experimental models: Cell lines 

 

 

 

Experimental models: Organisms/strains 

C. elegans

: STRAIN N2 Bristol: (wild type laboratory strain) 

CGC 

WB Strain: N2 

C. elegans

: STRAIN DA1116: 

eat-2(ad1116)

 

CGC 

WB Strain: 

DA1116

 

C. elegans

: STRAIN CF1903: 

glp-1(e2144ts)

 

CGC 

WB Strain: 

CF1903

 

C. elegans

: STRAIN MQ989: 

isp-1(qm150);ctb-1(qm189)

 

CGC 

WB Strain: 

MQ989

 

C. elegans

: STRAIN AM738: rmIs297 [

vha-6

p::Q(44)::YFP, 

rol-6(su1006)

Gift from 

Morimoto Lab 

WB Strain: AM738 

C. elegans

: STRAIN AM140: rmIs132 [

unc-54

p::Q(35)::YFP] 

Gift from 

Morimoto Lab 

WB Strain: AM140 

C. elegans

: STRAIN GMC101: dvIs100[unc-54p::Abeta-1-42::unc-

54 3’ 

UTR + mtl-2p::GFP] 

CGC 

WB Strain: 

GMC101

 

C. elegans

: STRAIN CL2122: dvIs15[pPD30.38) unc-54(vector) + (pCL26) 

mtl-2p::gfp] 

CGC 

WB Strain: 

CL2122 

C. elegans

: STRAIN PS3551: 

hsf-1(sy441)

 

CGC 

WB Strain: 

PS3551 

Journal Pre-proof

PIIS2589004224010563-html.html
background image

 

C. elegans

: STRAIN CF1038:

 daf-16(mu86)

 

CGC 

WB Strain: 

CF1038 

C. elegans

: STRAIN RB711: 

pqm-1(ok485)

 

CGC 

WB Strain: 

RB711 

C. elegans

: STRAIN TM1153: 

atf-6(tm1153)

 

NBRP 

WB Strain: 

TM1153 

C. elegans

: STRAIN SJ17: 

xbp-1(zc12);hsp-4::GFP

 

CGC 

WB Strain: 

SJ17 

C. elegans

: STRAIN RB545: 

pek-1(ok275)

 

CGC 

WB Strain: 

RB545 

C. elegans

: STRAIN TM4525: 

atfs-1(tm4525)

 

NBRP 

WB Strain: 

TM4525 

C. elegans

: STRAIN JIN1375: 

hlh-30(tm1978)

 

CGC 

WB Strain: 

JIN1375 

C. elegans

: STRAIN BR4006: 

pink-1(tm1779)

 

CGC 

WB Strain: 

BR4006 

C. elegans

: STRAIN VC1024: 

pdr-1(gk448)

 

CGC 

WB Strain: 

VC1024 

C. elegans

: STRAIN TM2648: 

sir-2.2(tm2648)

 

NBRP 

WB Strain: 

TM2648 

C. elegans

: STRAIN RB654: 

sir-2.3(ok444)

 

CGC 

WB Strain: 

RB654 

C. elegans

: STRAIN WBM321: (wbmIs321[acs-2p::gfp + rol-6(su1006)]),  

Gift from Mair 

Lab 

WB Strain: 

WBM321 

C. elegans

: STRAIN VC936: 

jmjd-3.1(gk384)

 

CGC 

WB Strain: 

VC936 

C. elegans

: STRAIN SJ4103: 

zcls14

[myo-3::GFP(mit)] 

CGC 

WB Strain: 

SJ4103 

C. elegans

: STRAIN TH188: ddIs105[sir-2.2::TY1::EGFP::3XFLAG(92C12) 

+ unc-119(+)] 

CGC 

WB Strain: TH188

 

C. elegans

: STRAIN MAH215: sqIs11[lgg-1p::mCherry::GFP::lgg-1 + rol-

6(su1006)] 

CGC 

WB Strain: 

MAH215 

C. elegans

: STRAIN PP563: hhIs64[unc-119p(+); sur-5p::UbV::gfp] 

Gift from 

Hoppe Lab 

WB Strain: PP563

 

C. elegans

: STRAIN PP556: hhIs57[unc-119(+); sur-5p::gfp] 

Gift from 

Hoppe Lab 

WB Strain: PP556

 

C. elegans

: STRAIN STE68: 

nhr-49(nr2041)

 

CGC 

WB Strain: STE68

 

Oligonucleotides

 

Please see Table S3 for a complete 
list of probes used in the QuantiGene 16-plex assay 

 

 

N/A 

N/A 

Please see Table S4 for a complete  
list of primers used in this study  

N/A 

N/A 

Recombinant DNA

 

 

 

 

Software and algorithms

 

ImageJ 

Schneider et 
al.

68

 

https://imagej.nih.g
ov/ij/

 

 

Journal Pre-proof