果蝇异位脂肪累积相关基因dGar1的克隆与功能研究

Lipid homeostasis is essential for all animal organisms including humans, while ectopic lipid deposition leads to lipotoxicity and related metabolic diseases. The study of ectopic lipid accumulation in Drosophila can help us to better understand the reason why the ectopic lipid form and where it come from. We obtained a mutant EP strain which could change the lipid droplets morphology from a genetic modifier screen, and then isolated the candidate gene CG4038 by inverse PCR. CG4038 encodes the GAR1 subunit of H/ACA ribonucleoprotein complex, and we also found in dGar1 RNAi mutant exhibited obvious ectopic lipid droplets in salivary gland. In this proposal, we are going to perform lipid droplets’ morphology analysis in several tissues, and double mutant analysis to investigate dGar1 function in regulating the ectopic lipid accumulation. Next, we will check out if other components of H/ACA complex are involved in ectopic lipid accumulation by mutant analysis. Finally, we intend to find out the downstream target genes via differential gene expression profiling and then check the candidate genes’ function in vivo. Those findings can not only to elucidate the function of dGar1 in ectopic fat accumulation, but also further improve the regulation network of ectopic lipid accumulation in Drosophila.

脂质代谢平衡对于包括人类在内的所有动物体必不可少，非脂肪组织中的异位脂肪累积导致脂毒性和相关代谢疾病的产生。研究果蝇的异位脂肪累积能帮助我们更好地认识异位脂肪为什么会产生以及从何而来的机制。我们通过遗传改良筛选找到了一个过表达株系可以明显改变异位脂肪累积，并且通过反向PCR找到了目标基因（CG4038）。它编码一个H/ACA核糖核蛋白复合体的亚基Gar1，研究发现dGar1的RNAi突变体也呈现明显的异位脂肪累积。本课题拟在前期工作的基础上，通过染色观察分析突变体在各个组织的脂滴形态改变，并通过互补实验验证其功能；通过构建双突变体阐释dGar1基因调控异位脂肪累积的分子机制；通过检测复合体中其他成员的突变表型来确定该复合体是否参与脂肪代谢；通过差异基因表达谱分析找到受dGar1基因调控的下游基因。研究结果不仅能阐明dGar1在异位脂肪累积中的功能，也会进一步完善果蝇的脂肪代谢调控网络。

脂质代谢平衡对于所有生物都至关重要，而异常的脂质储存会导致代谢相关疾病。 但是，尚不清楚脂质代谢影响生物过程的分子机制。 在这项研究中，鉴定出一个H / ACA snoRNP编码基因Gar1，它可以促进唾液腺中异位脂肪的积累和调控脂肪体中的脂滴大小。 Gar1，Nop10，Nhp2，Dyskerin和Naf1的沉默表现出幼虫脂肪体中较小的脂质滴。 gar1缺失突变体苍蝇显示出较小的体型，并在第三龄幼虫后期死亡。 通过RNA测序分析发现突变体中的胰岛素通过相关基因的表达发生了改变，并且通过进一步遗传互作研究鉴定出lin-28，Ilp-3和ILP-5与Gar1有遗传学相互作用，它们可能位于Gar1的下游。这些结果表明，snoRNPs在脂质的储存和发育中起着至关重要的作用，这为揭示脂质稳态的复杂调控机制提供了基础。