固醇调节元件结合蛋白(SREBPs)抑制子kun82的筛选及其调控脂代谢的作用机理研究

Sterol regulatory element binding proteins (SREBPs) are key transcription factors that regulate fatty acid, cholesterol, triglycerides, and phospholipids metabolism. SREBPs are associated with metabolic diseases like obesity, type 2 diabetes, atherosclerosis, fatty liver disease, etc. The suppressors of SREBPs are extremely important to reveal the roles of SREBPs in the regulation of lipid metabolism. However, no suppressor of SREBPs has been reported so far. sbp-1, a orthologous in C. elegans, has similar functions like mammalian SREBPs. Thus, in this study, we will take the advantages of genome screen in C. elegans to search for the genetic suppressors of sbp-1 (ep79) mutation by EMS and eventually got kun82 mutation that significantly recover the fat storage and fatty acid compositions of sbp-1 (ep79) to wild type (WT). Then, we will map and clone kun82 combined with high-throughput genome sequencing and classical strategy of gene mapping. In the end, we will investigate how kun82 and sbp-1 work together to regulate lipid metabolism through the genetic, molecular biological and biochemical approaches. This study will provide new insights into the regulation of lipid metabolism by SREBPs and its suppressor, as well as may bring new potential target for therapy of metabolic diseases.

固醇调节元件结合蛋白（SREBPs）是调控脂肪酸、甘油三酯和胆固醇等脂类代谢的重要转录因子。SREBPs与肥胖、2型糖尿病、高血脂症和脂肪肝等重大代谢性疾病相关。其抑制子对揭示 SREBPs在脂代谢中的作用机制极其重要，但是，至今尚无SREBPs抑制子的报道。模式生物秀丽线虫具有SREBPs的同源基因sbp-1，其功能和哺乳动物SREBPs类似。因此，本项目：1，利用秀丽线虫sbp-1基因突变体，通过EMS突变全基因组筛选sbp-1的抑制子基因kun82；2，利用高通量测序技术和经典图位克隆方法分子鉴定kun82；3，通过遗传学、分子生物学和生物化学等方法阐明kun82和sbp-1调控脂代谢的相互作用机制。该研究将加深和拓展我们对SREBPs调控脂代谢机理、以及肥胖相关代谢性疾病发病机理的认识，同时可能发掘出新的脂代谢调控基因，作为未来潜在的药物治疗靶点。

固醇调节元件结合蛋白（SREBPs)是调控脂类代谢的重要转录因子。其抑制子对揭示SREBPs在脂代谢中的作用机制极其重要，但是，至今尚无SREBPs抑制子的报道。因此，本项目：1，利用秀丽线虫sbp-1基因突变体，通过EMS突变全基因组筛选sbp-1的抑制子基因kun82；2，利用高通量测序技术和经典图位克隆方法分子鉴定kun82；3，通过遗传学、分子生物学和生物化学等方法阐明kun82和sbp-1调控脂代谢的相互作用机制。.通过三年的工作，我们取得以下成果：1)通过四轮EMS实验，筛选到13个sbp-1的抑制子。反复验证各抑制子突变体表型，其中kun82对sbp-1（ep79）的表型恢复最好，其脂肪含量、多种脂肪酸水平均接近野生型水平，因此本项目研究集中于kun82；2) 综合生物信息学和连锁定位技术最终定位和克隆抑制子kun82的候选基因--smg-2。突变位点位于smg-2的第七个外显子上（G1184855A）； 3）smg-2编码无意介导的mRNA 降解(nonsense-mediated mRNA decay, NMD)蛋白。在双突变体smg-2(kun82);sbp-1(ep79)中smg-2 NMD功能的缺失导致SREBP表达增加最终恢复sbp-1突变体ep79的表型。同源蛋白序列比对发现，SMG-2与脊椎动物中的UPF1蛋白高度保守。同时，我们开展了SREBP代谢通路关键基因--硬脂酰辅酶A去饱和酶（stearoyl-CoA desaturase，SCD）在脂代谢中的作用机理研究，找到3个SCD发挥活性所需要的细胞色素b5；4）对同期筛选出的抑制子kun-83和kun-84测序定位和功能研究。项目相关研究结果分别发表在BBA- Molecular and Cell Biology of Lipids和Journal of Lipid Research上。此外，BMC Genomics在投论文一篇（小修）。.该研究不仅加深和拓展了我们对SREBPs调控脂代谢机理、以及肥胖相关代谢性疾病发病机理的认识，同时也为脂代谢相关疾病的治疗提供了全新的视野。