PDHB基因在牛肌内前体脂肪细胞分化中的作用及其调控机制

The enzyme encoded by PDHB catalyzes pyruvate into acetyl-CoA, which is a linkage of glycolysis and tricarboxylic acid cycle (TCA) pathway. Previous studies showed the expression level of PDHB was positively correlated with intramuscular fat (IMF). However, the mechanism that the cattle PDHB gene plays a role in the development of IMF is not clear. In this study, adenovirus mediated over-expression and RNAi technology will be used to analyze the role of PDHB gene in the intramuscular preadipocyte differentiation and the formation of lipid droplet to explore whether the PDHB gene plays a role in the intramuscular preadipocyte differentiation. On the other hand, we will clone and analyze the promoter of the cattle PDHB gene, and find the key transcription factor binding sites. Then, these key transcription factors will be confirmed by the site-directed mutation experiment combined with electrophoretic mobility shift assay (EMSA) and chromatin immunoprecipitation (ChIP). These results will help to reveal the role of PDHB gene in the development of IMF and further understand the regulation mechanism in the development of IMF，and provide an important basis for improving IMF in cattle.

丙酮酸脱氢酶β亚基（PDHB）催化丙酮酸成为乙酰辅酶A（acetyl-CoA），是将糖酵解和三羧酸循环代谢途径连接起来的关键酶。目前研究表明，PDHB基因的表达水平与肌内脂肪（IMF）含量成正相关，然而该基因在肌内脂肪形成过程中的功能尚不清楚。本研究拟采用腺病毒介导的过表达和RNAi技术，对PDHB基因在牛肌内前体脂肪细胞分化和脂滴形成过程中的作用进行研究，明确该基因在牛肌内前体脂肪细胞分化过程中是否发挥作用；同时对该基因的启动子进行克隆及活性分析，找到关键的转录因子结合位点，采用定点突变实验结合凝胶组织迁移率（EMSA）和染色体免疫共沉淀（ChIP）技术对关键转录因子进行验证。这些研究结果将有助于揭示PDHB基因在牛肌内脂肪形成过程中的作用机理和进一步了解肌内脂肪形成过程的调控机制，从而为提高肉牛肌内脂肪含量提供理论基础。

丙酮酸脱氢酶β亚基（PDHB）催化丙酮酸成为乙酰辅酶A（acetyl-CoA），是将糖酵解和三羧酸循环代谢途径连接起来的关键酶。目前研究表明，PDHB基因的表达水平与肌内脂肪（IMF）含量成正相关，然而该基因在肌内脂肪形成过程中的功能尚不清楚。基于以上科学问题，本研究主要开展以下研究：（1）建立了牛肌内前体脂肪细胞的分离培养与鉴定体系，成功分离获得了牛肌内前体脂肪细胞；（2）以牛肌内前体脂肪细胞为模型，采用腺病毒介导的过表达和RNAi技术，对牛PDHB基因的功能进行研究。发现当牛PDHB基因过表达后，对牛肌内前体脂肪细胞成脂分化具有促进作用；而当牛PDHB基因敲低后，对牛肌内前体脂肪细胞成脂分化具有抑制作用。通过RT-PCR检测发现，PDHB基因是通过对PPARγ基因的表达调控来实现其对牛肌内前体脂肪细胞成脂分化的影响。（3）通过对牛PDHB基因的启动子进行克隆及活性分析，鉴定到该基因的核心启动子区域，进而通过在线预测软件找到了关键的转录因子结合位点，采用定点突变实验结合凝胶组织迁移率（EMSA）和染色体免疫共沉淀（ChIP）技术鉴定出转录因子MYOG和CEBPβ分别在肌细胞和脂肪细胞中调控该基因的表达。这些研究结果将有助于揭示PDHB基因在牛肌内脂肪形成过程中的作用机理和进一步了解肌内脂肪形成过程的调控机制，从而为提高肉牛肌内脂肪含量提供理论基础。