羊遺傳育種研究組解析綿羊胎兒肌肉生長發育的分子調控機制

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近日，中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所羊遺傳育種研究組利用全轉錄組學、蛋白質組學和SNP芯片等技術篩選出了影響綿羊胎兒肌肉生長發育的分子標記及關鍵候選基因，并在分子和細胞水平解析了綿羊胎兒肌肉生長發育的分子調控機制。相關成果發表在《細胞（Cells）》（IF=7.666）、《營養物質（Nutrients）》（IF=6.706）和《生物學（Biology）》（IF=5.168）上。

綿羊胎兒期是綿羊肌肉生長發育的關鍵時期，對肌纖維的數量起決定性作用。開展胎兒期肌肉生長發育關鍵調控基因分子機制解析對提高綿羊產肉性能及培育專門化肉羊品種具有重要意義。研究團隊利用全轉錄組學技術對妊娠第85天、105天和135天的綿羊胎兒背最長肌組織進行了全轉錄本分析。研究發現，miR-410-5p和Hippo信號通路中的 TEAD1 基因是調控綿羊肌肉生長發育的關鍵小RNA和基因。在分子和細胞水平上的驗證表明，miR-410-5p和 TEAD1 基因具有靶向調控作用， TEAD1 基因可調控其下游基因 FoXO3 、 SLC1A5 和肌肉發育的marker基因 MyoD 、 Pax7 的表達，影響綿羊原代成肌細胞增殖。通過生物信息學手段構建了ceRNA調控網絡，并結合功能驗證構建了綿羊胎兒肌肉發育的分子調控網絡。

研究團隊利用多組學聯合分析了綿羊母體營養限飼對胎兒肌肉生長發育的分子調控機制。研究發現， TEAD1 和 CDK2 基因是母體營養限飼條件下導致肌肉發育不良的關鍵候選基因，進一步明確了 TEAD1 基因在綿羊胎兒肌肉發育過程中的關鍵作用。此外，團隊利用蛋白質組學挖掘出與綿羊肌肉生長發育密切相關的 ARNT 基因，通過SNP芯片技術篩選出了 ARNT 基因中影響ARNT蛋白功能和調控綿羊肌肉生長發育的分子標記。以上研究結果從基因、轉錄和蛋白等水平系統地解析了綿羊胎兒肌肉生長發育分子機制，為創制肉羊種質育種新素材奠定了理論基礎。

該研究由國家重點研發計劃、內蒙古重大專項和甘肅省院企合作研發等項目支持。胡文萍副研究員、王欣悅博士研究生和尚明玉博士研究生為第一作者，張莉研究員為通訊作者。

Cells: https://www.mdpi.com/2073-4409/12/6/943.

Nutrients: https://www.mdpi.com/2072-6643/15/4/1051.

Biology: https://www.mdpi.com/2079-7737/11/12/1795.