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脂肪是生物体主要的能量存储形式。脂肪组织是机体内主要的脂肪存储部位和重要的代谢调控器官,对维持机体的能量平衡和代谢稳态具有非常重要的作用。脂滴是细胞内脂类存储和代谢的主要细胞器。机体内异常的脂肪储存和脂类代谢会导致严重的疾病,如肥胖,脂肪肝和糖尿病等。但是,目前人们对脂类存储和代谢的调控机制,以及影响脂滴大小和分布的分子机理的研究仍然不够充分。 通过在果蝇中进行反向遗传筛选,我们发现转录因子复合体TFⅡD的某些亚基能够调控果蝇幼虫脂肪体中脂滴的大小。这些蛋白亚基包括TBP(TATA框结合蛋白)家族成员TRF2(TBP相关因子2)和一组TAF(TBP关联因子)蛋白。TFⅡD是RNA聚合酶Ⅱ相关的转录机器中的一个基础转录因子(general transcription factor, GTF),由TBP和多个TAF蛋白组成。在果蝇TBP家族的三个成员(trf2、tbp和trf1)中,只有trf2功能缺失能够导致脂滴变大。敲降taf1、taf4、taf5、taf6、taf9和taf12能够导致相似的脂滴表型。除了taf1以外,其他taf基因都编码了TFⅡD核心亚复合体的成员。同时,脂组学研究表明,TRF2和TAF9能够调控多种磷脂中脂肪酸的组成,例如磷脂酸(PA)、磷脂酰胆碱(PC)、磷脂酰甘油(PG)和磷脂酰肌醇(PI)。敲降trf2和taf9导致上述磷脂中长链脂肪酸的含量增加。 为了进一步揭示TRF2和TAF9调控脂滴大小和磷脂中脂肪酸组成的分子机制,我们利用转录组测序(RNA-seq)来研究TRF2和TAF9功能缺失后脂肪体中基因表达谱的变化。测序结果表明TRF2和TAF9共同调控了一组特定目的基因的转录,其中包括参与过氧化物酶体脂肪酸β氧化的酰基辅酶A氧化酶(acyl-CoA oxidase,ACOX)基因CG4586和CG9527。在细胞中,过氧化物酶体负责极长链脂肪酸和部分长链脂肪酸的降解。敲降这两个基因导致磷脂中长链脂肪酸的含量上升,这一结果与敲降trf2和taf9对磷脂中脂肪酸组成的影响相似,表明TRF2和TAF9对磷脂中脂肪酸组成的调控是由ACOX基因所介导的。随后我们研究了CG4586和CG9527与trf2之间的遗传相互作用,发现在脂肪体中过表达这两个基因只能微弱地拯救trf2突变体的表型,暗示着可能存在其他目的基因介导了TRF2和TAF9对脂滴大小的调控。 我们对其他目的基因的RNAi表型进行分析,发现敲降14个基因能够导致脂滴变大。我们从中选取了RNAi表型最强的五个基因(CG10315、CG15632、CG2617、CG9486和CG9507)进行突变体拯救实验,发现过表达CG10315、CG2617、CG9486和CG9507能够部分拯救trf2突变体的表型,而过表达CG15632则没有拯救效果,表明TRF2和TAF9对脂滴大小的调控是由CG10315等基因所介导的。同时,ChIP-qPCR实验显示TRF2在这些基因的核心启动子区域有不同程度的结合,表明TRF2能够直接调控它们的转录。该研究揭示了果蝇基础转录因子TRF2和TAF9在调控脂滴大小和磷脂的脂肪酸组成中的作用。 为了探究TAF9在哺乳动物中是否也参与了脂类代谢的调控,我们进一步对小鼠TAF9的功能进行了研究。在高脂饮食诱导条件下,Taf9脂肪组织特异性敲除小鼠的体重和体脂量显著增加,出现肥胖的表型。在肝脏中敲除Taf9对机体的能量代谢没有显著影响。我们的发现揭示了TAF9在调控机体能量代谢中的重要作用,为脂类代谢的转录调控研究提供了新的线索。