旨在對綿羊胚胎骨骼肌lncRNAs（long non-coding RNA）進行鑒定分析,以闡明其在肌纖維類型轉(zhuǎn)換與肌纖維增粗過程中的調(diào)控機制。本研究選取體重相近的成年中國美利奴母羊進行同期發(fā)情和人工授精,通過全轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)對其妊娠第85（D85N）、105（D105N）和135天（D135N）的胎兒背最長肌組織進行測序,設置D85N vs D105N、 D105N vs D135N和D85N vs D135N 3個比較組,通過比較篩選出顯著差異表達的lncRNA與mRNA。利用加權(quán)基因共表達網(wǎng)絡分析（weighted gene co-expression network analysis, WGCNA）方法構(gòu)建共表達模塊,使用DAVID在線工具和R-package進行GO和KEGG富集分析以找到與肌肉發(fā)育相關(guān)的模塊。最后從目標模塊中篩選出高連通度的lncRNAs和mRNAs,通過它們與miRNAs間的靶向預測關(guān)系建立lncRNA-miRNA-mRNA共表達網(wǎng)絡。根據(jù)WGCNA分析結(jié)果,共得到25個模塊。功能富集顯示,模塊中的核心基因主要富集于細胞粘附、Wnt、緊密連接、mTOR、A... 

【文章來源】：畜牧獸醫(yī)學報. 2020,51(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：13 頁

【部分圖文】：

lncRNA-mRNA加權(quán)共表達軟閾值的篩選

在表達模塊中,與成纖維細胞增殖和分化相關(guān)的基因包含WAPL、CDKN1A、ITGB3,SGPL1、SMAD3、PIP5K1A;其他與肌肉發(fā)育相關(guān)的基因有ACTN3、IGF2、MYH1、TMOD4、TNNI2、TPM1;篩選到參與肌肉發(fā)育過程的肌球蛋白復合物,包括MYH1、MYL6B、MYH2、PPP3CA、TPM1、ATP2A1、MYL1 等等。此外,發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡中與肌肉發(fā)育相關(guān)基因互作的多數(shù)基因的功能與免疫系統(tǒng)、血液系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、干細胞維持、破骨細胞分化、脂代謝、能量代謝相關(guān),如基因PDK4、TRRAP、FGFR1等。通過靶基因預測,找到了MSTRG.3903、MSTRG.10154、MSTRG.1629、MSTRG.10496、MSTRG.9559、MSTRG.10178、MSTRG.10521、MSTRG.3911、MSTRG.4586、MSTRG.7232等10個與肌肉發(fā)育、肌肉疾病、細胞增殖相關(guān)的lncRNAs。復雜多樣的基因表達模式顯示出調(diào)控肌纖維發(fā)育和相關(guān)生理過程的相關(guān)基因間潛在的復雜調(diào)控網(wǎng)絡,根據(jù)連通度推測PIP5K1A、PDK4、TNNI2基因可能在胚胎發(fā)育后期發(fā)揮重要作用。圖3 拓撲重疊熱圖

前期通過對3個節(jié)點(D85N、D105N和D135N)組織進行切片檢測初步分析,發(fā)現(xiàn)D85N與D135N時期染色切片具有明顯差異[5]。在美利奴綿羊D85N骨骼肌中可見中空管狀的初級肌纖維典型結(jié)構(gòu),周圍出現(xiàn)大量次級肌纖維,而D105N 和 D135N 切片中只有次級肌纖維結(jié)構(gòu),無初級肌纖維結(jié)構(gòu)特征。肌纖維數(shù)量方面,D105N與D135N時切片視野內(nèi)基本相同,明顯多于D85N時期。本研究在轉(zhuǎn)錄水平上對中國美利奴羊胎兒背最長肌不同發(fā)育階段的分子表達差異進行分析和解釋。轉(zhuǎn)錄組結(jié)果中,D135N時期內(nèi)差異表達RNA數(shù)量最多,但與肌原纖維增殖、遷移相關(guān)基因較少。D85N處于胚胎發(fā)育的中后期,組織內(nèi)仍具有與成肌細胞增殖和分化相關(guān)的基因,表明胚胎在發(fā)育中后期仍存在肌纖維增殖行為。通過對模塊內(nèi)基因的GO和KEGG分析,發(fā)現(xiàn)肌原纖維的生長和類型轉(zhuǎn)換中伴隨著其他多個復雜的生物學過程,其中相關(guān)度較高的是脂肪的分解和代謝。此外,肌纖維快慢肌的組成對動物機體的運動和生存具有重要意義[28],紅白肌類型的構(gòu)成也與家畜肌肉品質(zhì)和風味密切相關(guān)[29]。圖5 模塊中核心基因的KEGG通路分析

【參考文獻】：
期刊論文
[1]全轉(zhuǎn)錄組學在畜牧業(yè)中的應用[J]. 石田培,張莉.  遺傳. 2019(03)
[2]LncRNA調(diào)控骨骼肌發(fā)育的分子機制及其在家養(yǎng)動物中的研究進展[J]. 周瑞,王以鑫,龍科任,蔣岸岸,金龍.  遺傳. 2018(04)
[3]The genetic regulation of skeletal muscle development:insights from chicken studies[J]. Wen LUO,Bahareldin A.ABDALLA,Qinghua NIE,Xiquan ZHANG.  Frontiers of Agricultural Science and Engineering. 2017(03)



本文編號：3033085