研究秀麗隱桿線蟲中不飽和脂肪酸合成相關基因調控生殖細胞發育的分子機轉

不飽和脂肪酸同時是細胞膜狀結構及能量的主要來源。生殖細胞發育不但耗能且對物種存續相當重要。目前研究生殖細胞發育的論文中只有 0.8%(301/37281) 與不飽和脂肪酸相關，這當中只有 3 篇是與 C. elegans 有關。本計畫以 C. elegans 為模式生物，除具科學獨特性外，也著眼於 C. elegans 生命期短、易培養、省經費、突變株易取得、RNAi 實驗簡單、顯微鏡下易觀察…等優勢。另外我們還掌握先進光學技術(Coherent Anti-stoke Raman Scattering (CARS) microscopy），能以非侵入性且不需染色下，觀察活體線蟲 lipid droplets 的分布及研究不飽和脂肪酸代謝(JBO, 2014)。我們發現在線蟲生殖腺發育期(第 4 期幼蟲至成蟲)，體內 lipid droplets 的含量大幅下降，而且不飽和脂肪酸合成基因突變株有精蟲數下降(fat-2)及生殖腺萎縮(fat-1~7)的情形，這些都暗示 C. elegans 生殖細胞發育與不飽和脂肪酸生成基因(fat-1~7)間，關係相當密切，但詳細機轉仍不清楚。因此在計畫第一年，我計畫以 DNA 染色及螢光顯微鏡照相的方法，在 fat-1~7 突變株生殖腺中，量化生殖細胞在各發育期的細胞數量及占生殖腺面積及比例的變化，此外也會對 fat-1~7 突變株之氧氣消耗率、ATP 含量及粒線體活性進行測量，以此來綜合研究生殖細胞發育與不飽和脂肪酸間的關係。此外我們的結果也顯示，rRNA 合成異常線蟲突變株，不但體內的 lipid droplet 及長鏈不飽和脂肪酸大幅減少，連參與脂肪酸合成、代謝及運輸的基因表現也呈現大幅下降的趨勢。因此在第 2 年，我希望結合上述平台，綜合研究 rRNA 合成調控基因，是否也最後造成生殖細胞發育的異常。而第三年除突變株外，我會進一步導入 RNAi 實驗，篩選其他影響脂肪代謝的基因，例如:autophage pathway 基因、營養代謝基因...等，並利用已建立之各式平台來研究是否也造成生殖細胞發育的異常，期望能讓我們對不飽和脂肪酸如何調控生殖細胞發育，提供更廣泛、深入及完整的解答。

系統編號:PA10501-1131
原計畫編號:MOST103-2321-B182-013-MY3