摘要
脂滴是生物体内脂质存储的主要场所，从原核生物细菌到高等动物人都有脂滴的存在。脂代谢的异常会导致动脉粥样硬化和糖尿病在内的多种代谢类疾病。由于与高等动物基因的高度同源性以及操作手段的多样性，线虫已经成为研究脂代谢的重要模式生物。但是到目前为止，关于线虫脂代谢的调控机理我们并不完全清楚。 我们利用密度梯度离心的方法纯化了线虫脂滴，通过质谱找到了线虫脂滴的主要蛋白DHS-3，并在其蛋白质组学结果中得到306个脂滴蛋白。这些蛋白大部分与其他物种脂滴蛋白具有高度同源性，说明脂滴作为一个细胞器具有高度保守性。我们将这306的蛋白划分为9组，分别包括:脂代谢、其他代谢、转录、核糖体、膜转运、分子伴侣、信号传导、细胞骨架、和未知功能蛋白。其中接近半数蛋白(41％)与代谢相关。线虫脂滴蛋白之间关系呈现网状结构，并且形成了2个大的集团，包括核糖体蛋白和代谢相关蛋白。大量核糖体蛋白可能意味着脂滴能够给核糖体提供一个膜表面环境来完成翻译过程。大量代谢相关蛋白说明脂滴不仅仅是一个能量存储的场所，而且可以提供细胞内膜表面帮助细胞代谢功能的细胞器。另外，我们发现DHS-3在且只在线虫脂滴上，在线虫脂滴上呈现高度富集状态。这一发现能够为线虫脂滴的研究提供重要标记。同时我们还验证了DHS-3∷GFP荧光能与线虫脂滴的Nile red，Lipid Tox，Bodipy，Oil red的固定后染色方法共定位，能与受激拉曼散射显微镜图像共定位。这些结果很好的解决了目前线虫中关于中性脂的存储形式以及检测手段存在的争议。 在此基础上，我们运用DHS-3这一标记，构建了DHS-3∷GFP转基因线虫，然后利用化学突变的方法进行了多轮线虫脂滴调节蛋白的遗传筛选，共得到140株脂滴表型突变体。目前已克隆出6个基因，包括3个已有过报道与脂滴形态相关的基因:daf-22; dhs-28; moac-1和3个尚未有过报道的基因:F52H2.6;C27H5.2;F58F9.7，这些基因分别属于过氧化物酶体β氧化代谢通路，胆固醇代谢通路以及微管相关细胞动力蛋白复合物。其中daf-22; dhs-28; moac-1;F58F9.7参与过氧化物酶体β氧化代谢，其突变导致脂滴变大。目前已知脂滴形态与过氧化物酶体β氧化代谢异常相关，得到这些已知与脂滴动态变化相关基因也证明了我们用DHS-3作为标记蛋白的筛选策略的可行性。F52H2.6预测参与胆固醇合成，其突变导致脂滴聚集。由于胆固醇酯是脂滴脂质的组成部分，胆固醇是细胞内生物膜的构成成分，胆固醇代谢的紊乱可能改变了脂滴膜及脂质组成，这可能是导致脂滴聚集的原因。C27H5.2是微管相关细胞动力蛋白复合物的组成成分，其突变导致脂滴聚集。微管起细胞内物质运输的路轨作用，破坏微管会抑制细胞内的物质运输，线虫脂滴在细胞内运动可能是通过细胞骨架，脂滴上的蛋白与细胞骨架蛋白形成复合物帮助脂滴的运动，破环脂滴与细胞骨架的联系会导致脂滴运动发生紊乱，导致脂滴出现聚集等不正常表型。 我们的研究能够为脂滴生物学功能的阐释提供丰富的分子基础。为线虫作为研究脂代谢的模式生物进一步打下基础。
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