To elucidate the physiological role of sterol regulatory element-binding protein-1 (SREBP-1), the hepatic mRNA levels of genes encoding various lipogenic enzymes were estimated in SREBP-1 gene knockout mice after a fasting-refeeding treatment, which is an established dietary manipulation for the induction of lipogenic enzymes. In the fasted state, the mRNA levels of all lipogenic enzymes were consistently low in both wild-type andSREBP-1 ^−/− mice. However, the absence of SREBP-1 severely impaired the marked induction of hepatic mRNAs of fatty acid synthetic genes, such as acetyl-CoA carboxylase, fatty acid synthase, and stearoyl-CoA desaturase, that was observed upon refeeding in the wild-type mice. Furthermore, the refeeding responses of other lipogenic enzymes, glycerol-3-phosphate acyltransferase, ATP citrate lyase, malic enzyme, glucose-6-phosphate dehydrogenase, and S14 mRNAs, were completely abolished inSREBP-1 ^−/− mice. In contrast, mRNA levels for cholesterol biosynthetic genes were elevated in the refedSREBP-1 ^−/− livers accompanied by an increase in nuclear SREBP-2 protein. When fed a high carbohydrate diet for 14 days, the mRNA levels for these lipogenic enzymes were also strikingly lower in SREBP-1 ^−/− mice than those in wild-type mice. These data demonstrate that SREBP-1 plays a crucial role in the induction of lipogenesis but not cholesterol biosynthesis in liver when excess energy by carbohydrates is consumed.

AbstractIn an attempt to identify transcription factors which activate sterol-regulatory element-binding protein 1c (SREBP-1c) transcription, we screened an expression cDNA library from adipose tissue of SREBP-1 knockout mice using a reporter gene containing the 2.6-kb mouse SREBP-1 gene promoter. We cloned and identified the oxysterol receptors liver X receptor (LXRα) and LXRβ as strong activators of the mouse SREBP-1c promoter. In the transfection studies, expression of either LXRα or -β activated the SREBP-1c promoter-luciferase gene in a dose-dependent manner. Deletion and mutation studies, as well as gel mobility shift assays, located an LXR response element complex consisting of two new LXR-binding motifs which showed high similarity to an LXR response element recently found in the ABC1 gene promoter, a reverse cholesterol transporter. Addition of an LXR ligand, 22(R)-hydroxycholesterol, increased the promoter activity. Coexpression of retinoid X receptor (RXR), a heterodimeric partner, and its ligand 9-cis-retinoic acid also synergistically activated the SREBP-1c promoter. In HepG2 cells, SREBP-1c mRNA and precursor protein levels were induced by treatment with 22(R)-hydroxycholesterol and 9-cis-retinoic acid, confirming that endogenous LXR-RXR activation can induce endogenous SREBP-1c expression. The activation of SREBP-1c by LXR is associated with a slight increase in nuclear SREBP-1c, resulting in activation of the gene for fatty acid synthase, one of its downstream genes, as measured by the luciferase assay. These data demonstrate that LXR-RXR can modify the expression of genes for lipogenic enzymes by regulating SREBP-1c expression, providing a novel link between fatty acid and cholesterol metabolism. ACKNOWLEDGMENTSWe thank N. Emoto and A. Amemiya for great help in construction of the expression library.This study was supported by the Promotion of Fundamental Studies in Health Science of the Organization for Pharmaceutical Safety and Research and health sciences research grants (Research on Human Genome and Gene Therapy) from the Ministry of Health and Welfare.ADDENDUMDuring the manuscript review process, activation of SREBP-1c expression by LXRs was reported in studies using a pharmacological LXR agonist as well as mice deficient in LXRα, LXRβ, or both (Citation25a, Citation28a). The researchers also studied the SREBP-1c promoter and found one of the LXREs that we identified in the current study. Their data, from a different approach to LXRs, and our present SREBP-1c promoter analysis data are basically consistent and confirm each other.

Previous studies have demonstrated that polyunsaturated fatty acids (PUFAs) suppress sterol regulatory element-binding protein 1c (SREBP-1c) expression and, thus, lipogenesis. In the current study, the molecular mechanism for this suppressive effect was investigated with luciferase reporter gene assays using the SREBP-1c promoter in HEK293 cells. Consistent with previous data, the addition of PUFAs to the medium in the assays robustly inhibited the SREBP-1c promoter activity. Deletion and mutation of the two liver X receptor (LXR)-responsive elements (LXREs) in the SREBP-1c promoter region eliminated this suppressive effect, indicating that both LXREs are important PUFA-suppressive elements. The luciferase activities of both SREBP-1c promoter and LXRE enhancer constructs induced by co-expression of LXRalpha or -beta were strongly suppressed by the addition of various PUFAs (arachidonic acid > eicosapentaenoic acid > docosahexaenoic acid > linoleic acid), whereas saturated or mono-unsaturated fatty acids had minimal effects. Gel shift mobility and ligand binding domain activation assays demonstrated that PUFA suppression of SREBP-1c expression is mediated through its competition with LXR ligand in the activation of the ligand binding domain of LXR, thereby inhibiting binding of LXR/retinoid X receptor heterodimer to the LXREs in the SREBP-1c promoter. These data suggest that PUFAs could be deeply involved in nutritional regulation of cellular fatty acid levels by inhibiting an LXR-SREBP-1c system crucial for lipogenesis.

Abstract Several hundred disease-causing mutations are currently known in domestic dogs. Breeding management is therefore required to minimize their spread. Recently, genetic methods such as direct-to-consumer testing have gained popularity; however, their effects on dog populations are unclear. Here, we aimed to evaluate the influence of genetic testing on the frequency of mutations responsible for canine degenerative myelopathy (DM) and assess the changes in the genetic structure of a Pembroke Welsh corgi population from Japan. Genetic testing of 5,512 dogs for the causative mutation in superoxide dismutase 1 ( SOD1 ) (c.118G>A (p.E40K)) uncovered a recent decrease in frequency, plummeting from 14.5% (95/657) in 2019 to 2.9% (24/820) in 2022. Weir and Cockerham population differentiation ( F ST ) and simulation-based genome-wide single-nucleotide polymorphism (SNP) analysis of 117 selected dogs revealed 143 candidate SNPs for selection. The SNP with the highest F ST value was located in the intron of SOD1 adjacent to the c.118G>A mutation, supporting a strong selection signature on SOD1 . Further genome-wide SNP analyses revealed no obvious changes in inbreeding levels and genetic diversity between the 2019 and 2022 populations. Our study highlights that genetic testing can help inform improved mating choices in breeding programs to reduce the frequency of risk variants and avoid inbreeding. This combined strategy could decrease the genetic risk of canine DM, a fatal disease, within only a few years. Significance statement Genetic breeding methods using direct-to-consumer testing have gained popularity, but their effects on dog populations remain unclear. In this study, the effect of direct-to-consumer genetic testing on SOD1 mutation, the causative element of canine degenerative myelopathy, in a domestic dog population (Pembroke Welsh corgi) from Japan was investigated. Our analyses revealed that since the expansion of genetic testing in 2019, breeders used these tests to artificially select against the SOD1 mutation, considerably decreasing its occurrence in the corgi population within only a few years (2019 versus 2022). Our study makes a substantial contribution to existing literature by providing empirical evidence that direct-to-consumer genetic testing can have rapid influence on pet genetics, noticeable in a span of 2–3 years.