De novo purine synthesis (DPS) is up-regulated under conditions of high purine demand to ensure the production of genetic materials and chemical energy, thereby supporting cell proliferation. However, the regulatory mechanisms governing DPS remain largely unclear. We herein show that PRPP amidotransferase (PPAT), the rate-limiting enzyme in DPS, forms dynamic and motile condensates in Saccharomyces cerevisiae cells under a purine-depleted environment. The formation of condensates requires phase separation, which is driven by target of rapamycin complex 1 (TORC1)-induced ribosome biosynthesis. The self-assembly of PPAT molecules facilitates condensate formation, with intracellular PRPP and purine nucleotides both regulating this self-assembly. Moreover, molecular dynamics simulations suggest that clustering-mediated PPAT activation occurs through intermolecular substrate channeling. Cells unable to form PPAT condensates exhibit growth defects, highlighting the physiological importance of condensation. These results suggest that PPAT condensation is an adaptive mechanism that regulates DPS in response to both TORC1 activity and cellular purine demands.

Stem cells fuel the development and maintenance of tissues. Many studies have addressed how local signals from neighboring niche cells regulate stem cell identity and their proliferative potential. However, the regulation of stem cells by tissue-extrinsic signals in response to external cues remains poorly understood. Here we report that efferent octopaminergic neurons projecting to the ovary are essential for germline stem cell (GSC) proliferation in response to mating in female Drosophila . The neuronal activity of the octopaminergic neurons is required for mating-induced GSC proliferation as they relay the mating signal from Sex peptide receptor-positive cholinergic neurons. Octopamine and its receptor Oamb are also required for mating-induced GSC proliferation via intracellular Ca2+ signaling. Moreover, we identified Matrix metalloproteinase-2 as a downstream component of the octopamine-Ca2+ signaling to induce GSC proliferation. Our study provides a mechanism describing how neuronal system couples stem cell behavior to external cues through stem cell niche signaling.

Abstract The enteroendocrine cell (EEC)-derived incretins play a pivotal role in regulating the secretion of glucagon and insulins in mammals. Although glucagon-like and insulin-like hormones have been found across animal phyla, incretin-like EEC-derived hormones have not yet been characterised in invertebrates. Here, we show that the midgut-derived hormone, Neuropeptide F (NPF), acts as the sugar-responsive, incretin-like hormone in the fruit fly, Drosophila melanogaster . Secreted NPF is received by NPF receptor in the corpora cardiaca and in insulin-producing cells. NPF-NPFR signalling resulted in the suppression of the glucagon-like hormone production and the enhancement of the insulin-like peptide secretion, eventually promoting lipid anabolism. Similar to the loss of incretin function in mammals, loss of midgut NPF led to significant metabolic dysfunction, accompanied by lipodystrophy, hyperphagia, and hypoglycaemia. These results suggest that enteroendocrine hormones regulate sugar-dependent metabolism through glucagon-like and insulin-like hormones not only in mammals but also in insects.