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营养感知分子Ubxd8调控缢蛏HUFA合成的作用及机制研究

批准号:
32102763
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
冉照收
依托单位:
学科分类:
水产学基础
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
冉照收

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
营养应答是生物体维持代谢平衡的重要手段。海洋软体动物可感知食物脂肪酸调控高不饱和脂肪酸(HUFA)合成,其HUFA营养应答机制有待阐明。Ubxd8通过感知体内HUFA水平介导激活Insig-1/SREBP-1通路调控HUFA合成,是哺乳动物HUFA营养应答的重要机制。我们前期发现海洋软体动物与哺乳动物的Ubxd8功能域高度保守,且Ubxd8与缢蛏HUFA合成关键基因表达关系密切。本项目拟在前期证实SREBP调控缢蛏HUFA合成基础上,借助等温滴定量热和双分子荧光互补等技术明确缢蛏Ubxd8对HUFA水平的感知功能;利用基因抑制/过表达、荧光定量PCR和气相色谱质谱等技术确认Ubxd8对缢蛏HUFA合成的调控作用;采用免疫印迹和免疫荧光等技术阐释Ubxd8调控缢蛏HUFA合成的分子途径。研究成果将为认识海洋软体动物营养感知的HUFA合成调控提供基础,为其饵料HUFA的精准选择提供指导和借鉴。
英文摘要
Nutrition response is a critical means for organisms to maintain metabolic balance. Marine molluscs can sense fatty acids in food to regulate the synthesis of highly unsaturated fatty acids (HUFA), the underlying HUFA nutrition response mechanism remains to be elucidated. Ubiquitin regulatory X domain containing protein 8 (Ubxd8) mediates the activation of Insig-1/SREBP-1 pathway to regulate HUFA synthesis by sensing the level of HUFA in vivo, which is an important mechanism of mammalian HUFA nutrition response. Previously, we found that the functional domains of Ubxd8 in marine molluscs and mammals are highly conserved, and the expression of Ubxd8 is closely related to that of key genes for HUFA synthesis in Sinonovacula constricta. Based on the previous demonstration that SREBP regulates HUFA synthesis in S. constricta, this project aims to clarify the sensing function of S. constricta Ubxd8 on HUFA level through technologies such as isothermal titration calorimetry and bimolecular fluorescence complementation; confirm the regulatory role of Ubxd8 in S. constricta HUFA synthesis by technologies such as gene suppression/overexpression, fluorescence quantitative PCR and gas chromatography-mass spectrometry; and elucidate the molecular pathway of Ubxd8 regulating HUFA synthesis in S. constricta using technologies such as immunoblotting and immunofluorescence. The results will provide a basis for understanding the regulation of HUFA synthesis in marine molluscs from the perspective of nutrition sensing, and provide guidance and reference for the precise selection for their dietary HUFA.
现有研究表明,海洋软体动物的高不饱和脂肪酸(HUFA)合成能力较低,而饵料中的HUFA对于其正常生长与发育至关重要。然而,目前尚不清楚海洋软体动物如何感知饵料HUFA水平,并反馈调控自身的HUFA合成。我们之前以缢蛏为研究对象,首次证实海洋软体动物具备完整的HUFA合成通路,这为揭示其HUFA合成的调控机制提供了良好的研究基础。在此基础上,本项目探讨了感知HUFA的分子UBXD8在缢蛏HUFA合成中的调控作用及其机制。研究结果显示,缢蛏UBXD8具备脊椎动物UBXD8保守的功能结构域,并且在肠组织中的表达量最高,这提示其可能具备HUFA水平感知功能,并能够反馈调控缢蛏的HUFA合成。进一步的研究中,我们对缢蛏UBXD8蛋白进行了体外纯化,并与不同脂肪酸共同孵育。通过非变性凝胶电泳,我们发现其与不饱和脂肪酸发生特异性多聚化反应,且该反应随着不饱和程度、碳链长度及脂肪酸浓度的增加而增强。这表明UBXD8可能通过感知HUFA水平来调控缢蛏的HUFA合成。随后,通过RNA干扰实验发现,敲降UBXD8或INSIG会导致缢蛏HUFA合成相关基因(Fad和Elovl)的表达变化及HUFA组成的改变。这提示UBXD8可能通过INSIG-SREBP通路介导Fad和Elovl的表达,从而调控缢蛏的HUFA合成。综上所述,本研究结果表明UBXD8可能通过感知HUFA水平来调控缢蛏的HUFA合成,从而维持HUFA的稳态。该项目的成果为开发基于营养感知的提高海洋软体动物及其他水产经济动物HUFA合成能力的方法提供了指导和借鉴。
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