wa3，一个调控硬脂酰辅酶A去饱和酶的新基因的克隆和生物学功能研究

硬脂酰辅酶A去饱和酶(stearoyl-CoA desaturase,SCD)把饱和脂肪酸变为单不饱和脂肪酸，和肥胖、胰岛素抵抗、动脉粥样硬化、肿瘤等多种疾病相关。利用模式生物秀丽隐杆线虫(C.elegans)，EMS突变，气相色谱法筛选调控SCD的新基因。发现wa3突变体线虫的硬脂酸(C18:0)含量高达18%，单不饱和脂肪酸C18:1Δ9和C18:1Δ11的含量显著地下降；分子生物学研究揭示wa3是一个新的调控SCD表达、影响脂肪代谢的基因。本项目通过图位克隆、RNAi干扰和NimbleGen系列捕获技术等定位和克隆wa3基因；阐明wa3与4个已知的调控SCD的基因在调控脂肪代谢中的相互作用机制；wa3基因的其它生物学功能(寿命、耐低温、生长和发育)及作用机制。本项目不仅将扩大我们对SCD和wa3基因在脂肪代谢、肥胖症发病机理的了解,而且wa3有可能成为一个潜在的治疗代谢性疾病的靶标。

硬脂酰辅酶A 去饱和酶(stearoyl-CoA desaturase,SCD)把饱和脂肪酸变为单不饱和脂肪酸，和肥胖、胰岛素抵抗、动脉粥样硬化、肿瘤等多种疾病相关。本项目前期筛选到一个新的调控SCD 表达、影响脂肪代谢的基因。在本项目中，通过经典的图位克隆和全基因组测序相结合的方法，成功定位和克隆了wa3 基因。wa3是ads-1基因的突变，ads-1编码alkyl-dihydroxyacetonephosphate synthase，参与醚脂的合成。wa3 不是sbp-1、nhr-49、nhr-80 和mdt-15等已知基因的突变，RNAi抑制sbp-1和mdt-15，导致wa3突变体生长发育更加缓慢。与野生型N2相比，wa3突变体中硬脂酸（C18:0）含量显著上升，单不饱和脂肪酸C18:1n9的含量明显下降，对低温更敏感，后代数目减少，寿命明显缩短。同时，新发现一个影响SCD活性的基因F54D7.2，编码ethanolaminephosphotransferase 1（EPT-1），也参与醚脂的合成，RNAi抑制F54D7.2，脂肪酸的变化和wa3突变体类似。发现硬脂酰辅酶A 去饱和酶SCD调控PE/PC的比率，影响脂滴大小，SCD的活性需要Cytochrome b5 CYTB5.1传递电子；而 Cytochrome b5 reductase HPO-19功能下降时，反馈上调sbp-1、nhr-49、nhr-80 和mdt-15等基因的表达，转录调控SCD基因fat-5，fat-6和fat-7的表达，提高C18:1n9含量。这些研究不仅扩大了我们对硬脂酰辅酶A 去饱和酶SCD的功能和调控机制的了解，而且为肥胖及肥胖相关疾病的发病机理和治疗提供了新的策略和方法。