林聖彩教授團隊揭示：「節儉基因」的作用機制

doi:10.1038/s41467-018-04363-w

本文轉載自「廈門大學新聞網」。

該工作揭示了乙醯轉移酶TIP60通過乙醯化脂肪合成途徑的代謝酶lipin 1並促進其向內質網轉運，從而提高脂肪合成速率，揭示了TIP60作為一個「節儉基因」的功能和作用機制。這是繼該團隊在4月3日在《Cell Metabolism》雜誌以封面故事闡明AIDA這一「浪費基因」通過抑制脂肪合成而抵禦肥胖的機制後，在脂代謝調控領域的又一重要發現。

人類遺傳學家James V. Neel在1962年首次提出了「節儉基因」這一概念，認為現今人類導致包括肥胖症、糖尿病和高血壓等代謝障礙的基因是因為生理系統為了適應遠古環境食物富足和食物缺乏的周期性改變而篩選出的，可以讓遠古人類在食物富足的短暫時期中快速增肥，以應對隨時將到來的食物缺乏時期。這類基因在當時環境下有很大的優越性，但對於當今食物富足的社會則截然相反。這篇論文中林聖彩教授團隊指出，TIP60這個經典的轉錄調控因子同時也是一個「節儉基因」。

TIP60通過乙醯化lipin 1及其向內質網轉運而促進脂肪合成模式圖

林聖彩教授團隊對乙醯轉移酶TIP60的研究始於GSK3-TIP60-ULK信號軸在生長因子缺乏的情況下能誘導細胞自噬發生的發現（Science， 2012）。該發現入選了「2012年度中國科學十大進展」。在《Science》的工作中，該團隊發現TIP60的86位絲氨酸位點的磷酸化修飾是細胞代謝調控的一個關鍵事件。因此，他們在這項工作之後立即構建了該位點的基因突變的基因敲入小鼠。該團隊發現，表達TIP60的活性下降的該突變體的敲入小鼠能顯著抵禦肥胖，而且帶有該突變的雌鼠也因為乳汁中脂肪含量下降而無法哺育幼崽。肥胖的特徵之一是脂肪組織中過量的脂肪酸通過脂肪合成途徑被轉變成甘油三酯（脂肪）。而lipin 1就是脂肪組織中脂肪合成途徑的代謝酶之一。通過深入研究，該團隊發現，脂肪酸能促使乙醯轉移酶TIP60乙醯化lipin 1，並增強其lipin 1向內質網轉運。而內質網則是脂肪合成途徑的其他代謝酶的聚集場所，因此，該過程導致脂肪合成速率增強。接著，該團隊進一步揭示了去乙醯化酶Sirt1起到拮抗TIP60、抑制lipin 1乙醯化修飾並抑制脂肪合成的作用。此外，該團隊通過對釀酒酵母的研究，也證實了上述TIP60對脂肪合成的調控作用在進化上是保守的。

該研究闡明了脂肪合成途徑中首個受蛋白質乙醯化修飾調控的途徑，揭示了TIP60作為經典轉錄調控因子之外的又一重要生物學功能，為開發防治肥胖症及其相關代謝紊亂疾病提供了新的藥物作用靶點。博士後李陽、博士生宋林濤和碩士生孫玉是該論文的共同第一作者。該研究受到了國家自然科學基金和中國國家重點研發計劃項目的資助。

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