[发明专利]转化的秀丽隐杆线虫及使用该线虫筛选调节葡萄糖代谢的物质的方法

说明书

技术领域

本发明涉及响应于葡萄糖显示荧光的转化的秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans，缩写为C.elegans）的制备方法，及使用该秀丽隐杆线虫筛选候选物质和新基因的方法，所述物质和新基因能够调节葡萄糖代谢和代谢性疾病。

背景技术

由于其基因容易调控及体积较小，秀丽隐杆线虫可以以相对低的成本在体外立刻大量生长。秀丽隐杆线虫适合于实验应用，因为其在卵孵化后只需要大约3天经过L1、L2、L3和L4四个阶段变成成虫。秀丽隐杆线虫结构简单，不包括生殖细胞，只有959个细胞，且为透明的。由于这些原因，很容易通过显微镜直接观察秀丽隐杆线虫的内部。

此外，从胚胎到成虫的细胞系已被完全确定。由基因组计划已知，秀丽隐杆线虫的基因组是酵母基因组的3倍，人类基因组的1/3至1/5。秀丽隐杆线虫基因组40%相似于人类基因组，且具有迄今已知的5000个人类疾病基因的75%的基因。因此，其被广泛认为是研究人类疾病的良好模型系统。

最近，由于关于代谢和代谢性疾病的兴趣强烈增加，使用秀丽隐杆线虫遗传学的代谢研究进展迅速。通过这些研究发现的许多基因也存在于哺乳动物中。例如，对于哺乳动物的代谢重要的基因的同源基因，诸如胰岛素信号传递途径的基因，mTOR信号传递途径的基因，及Tubby、SREBP、PPARγ、BAR（胆汁酸受体）的基因等，都存在于秀丽隐杆线虫中，且已积极研究其在整体代谢中的作用。

糖是地球上几乎所有生物（包括人类）能量的重要来源。然而，含糖量很高的食物与肥胖、心脏病，尤其是导致血液中葡萄糖失调的II型糖尿病密切相关，因此导致严重的健康问题。

在韩国，2003年糖尿病的死亡率为每10万人中25个，相比于1994年的每10万人中17个，近十年增加了47%。在美国，糖尿病的社会成本是巨大的，据估计在1997年约980亿美元。因此，为了减少糖尿病的社会经济成本，有关糖尿病的研究非常重要。然而，糖尿病的确切病因很难找到，因为糖尿病是由遗传和环境因素的复杂相互作用决定的。因此，为了确定糖尿病中起作用的基因的网络及寻找能调控糖代谢的物质，使用诸如秀丽隐杆线虫的简单动物模型是有效的。然而，迄今为止，还未有使用秀丽隐杆线虫筛选参与糖代谢及糖尿病的候选基因及候选药物的研究。

发明内容

技术问题

本发明涉及转化的秀丽隐杆线虫的制备方法，该转化的秀丽隐杆线虫体内糖的实时变化可使用秀丽隐杆线虫的特征，如低成本和高效率通过荧光来观察，以及使用该转化的秀丽隐杆线虫筛选能够调控糖代谢的候选基因和候选药物的方法。

具体地，本发明通过证实参与糖代谢和脂代谢的基因被调控时，转化的秀丽隐杆线虫发生荧光变化，确定了转化的秀丽隐杆线虫作为体内糖报告分子的用途。

技术方案

根据本发明的一方面，提供了在体内响应糖显示荧光的转化的秀丽隐杆线虫，所述糖包括葡萄糖。

在本发明的一实施方式中，转化的秀丽隐杆线虫具有far-3::GFP DNA，所述far-3::GFP DNA通过将绿色荧光蛋白(GFP)与糖摄取增加其表达的基因，即far-3连接而制备，far-3::GFP DNA整合到染色体上。

根据本发明的另一方面，提供了一种制备转化的秀丽隐杆线虫的方法，所述方法包括通过紫外线辐射将far-3::GFP DNA整合到其染色体上。

根据本发明的还另一方面，提供了一种使用转化的秀丽隐杆线虫筛选能够调控糖代谢的候选基因及候选药物的方法，所述转化的秀丽隐杆线虫在体内响应糖显示荧光。

在本发明的一实施方式中，所述筛选方法包括转化的秀丽隐杆线虫一摄取糖就使用RNA干扰(RNAi)抑制调控糖代谢的基因的表达。

有益效果

制备转化的秀丽隐杆线虫以通过荧光显微镜容易地观察葡萄糖的实时变化，因此可快速并准确地发现糖代谢调节物质。此外，由于秀丽隐杆线虫的特征可以低成本地进行高效研究。因此，本发明预期对治疗各种关于代谢的疑难杂症诸如肥胖、糖尿病等的研究做出较大贡献。

附图说明

图1为说明在制备转化的秀丽隐杆线虫过程中DNA整合的示意图；

图2A示出了在含有2%的葡萄糖的培养基中生长的far-3::GFP转化的秀丽隐杆线虫比对照组显示出更强的荧光，图2B示出了荧光的定量结果；

图3A示出了存在葡萄糖的情况下由gpi-1RNAi干扰糖酵解时，由葡萄糖增强的荧光相比于对照组可进一步加强，图3B示出了荧光的定量结果；