Intracellular lipid-binding protein genes of zebrafish

斑马鱼细胞内脂质结合蛋白基因

基本信息

  • 批准号:
    3539-2009
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.55万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
  • 财政年份:
    2009
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2009-01-01 至 2010-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

One of the major mechanisms thought to facilitate the increasing complexity of organisms in the evolution of life is duplication of genes and entire genomes. We are investigating the regulation and evolution of duplicated genes belonging to the multigene family coding for the intracellular lipid-binding proteins (iLBP) of zebrafish. This family includes the fatty acid-, retinol-, and retinoic acid-binding proteins. iLBP proteins have been implicated in a myriad of cellular processes from uptake and intracellular transport of long-chain fatty acids, bile salts and retinoids, to modulating gene expression, neurogenesis, and human disease. We chose zebrafish for these studies as it is hardy, disease resistant, easily and inexpensively reared, and useful in the application of both experimental embryology and genetic analysis. Moreover, zebrafish is a model system to study vertebrate development in which stages of embryogenesis are well characterized. To date, we have characterized 20 members of the zebrafish iLBP multigene family. Many zebrafish iLBP genes are duplicated owing to a whole genome duplication event that occurred in the ray-finned fish lineage ~230-400 million years ago. We have shown that transcription of several zebrafish duplicated iLBP genes is differentially induced by dietary fatty acids, i.e., only one duplicated gene is induced by fatty acids, and not the sister duplicate, suggesting evolutionary divergence of the regulatory elements in these genes. In this research progamme, we plan to identify the cis-acting regulatory elements in the zebrafish iLBP gene-promoters. Furthermore, we will determine which nuclear transcription factors and their activating ligands (e.g., fatty acids, retinoids, and clofibrate, a drug known to induce many mammalian genes involved in lipid metabolism) bind these cis-elements to induce specific iLBP genes, and how these cis- and trans-acting factors evolved. In addition, since many of the genes that control normal embryogenesis, growth and reproduction in zebrafish are similar, or the same, in mammals, zebrafish may serve as a model system to provide insights into the roles of the iLBP genes implicated in human development and diseases, such as diabetes, atherosclerosis and obesity.
在生命进化过程中,促进生物体日益复杂的主要机制之一是基因和整个基因组的复制。我们正在研究属于多基因家族的重复基因编码的细胞内脂质结合蛋白(iLBP)的斑马鱼的调控和进化。该家族包括脂肪酸结合蛋白、视黄醇结合蛋白和视黄酸结合蛋白。iLBP蛋白涉及从长链脂肪酸、胆汁盐和类维生素A的摄取和细胞内转运到调节基因表达、神经发生和人类疾病的无数细胞过程。我们选择斑马鱼进行这些研究,因为它是哈代,抗病,容易和廉价的饲养,并在实验胚胎学和遗传分析的应用有用。此外,斑马鱼是研究脊椎动物发育的模型系统,其中胚胎发生的阶段被很好地表征。到目前为止,我们已经确定了20个成员的斑马鱼iLBP多基因家族。许多斑马鱼iLBP基因是重复的,这是由于在大约2.3亿至4亿年前的鳍鱼谱系中发生的全基因组重复事件。我们已经表明,几种斑马鱼重复iLBP基因的转录是由膳食脂肪酸差异诱导的,即,只有一个重复基因是由脂肪酸诱导的,而不是姐妹重复基因,这表明这些基因中调控元件的进化分歧。在本研究计划中,我们计划鉴定斑马鱼iLBP基因启动子中的顺式作用调控元件。此外,我们将确定哪些核转录因子及其激活配体(例如,脂肪酸、类维生素A和氯贝特(已知诱导许多涉及脂质代谢的哺乳动物基因的药物)结合这些顺式元件以诱导特异性iLBP基因,以及这些顺式和反式作用因子如何进化。此外,由于控制斑马鱼正常胚胎发生、生长和繁殖的许多基因在哺乳动物中是相似或相同的,因此斑马鱼可以作为一个模型系统,以深入了解iLBP基因在人类发育和疾病(如糖尿病、动脉粥样硬化和肥胖症)中的作用。

项目成果

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知道了