可变剪接在反刍动物中的研究进展

可变剪接发生在前体mRNA成熟过程中,通过该过程可使单个基因产生多个mRNA异构体和蛋白质亚型,造成蛋白质表达多样性,是调节反刍动物基因表达的关键机制.许多研究表明,剪接因子、剪接位点对蛋白质的多样性表达起着十分重要的作用.可变剪接机制可特异性地调节反刍动物的繁殖性状,参与机体生长发育的各种生理及病理过程.文章对可变剪...     

肌肉发育相关基因的可变剪接研究进展

可变剪接是生物体内的一个重要机制,它能够利用同一mRNA前体产生不同的mRNA转录本,从而丰富蛋白质组的多样性。肌肉发育是一个复杂的过程,受到多种相关基因的调控。当可变剪接出现在肌肉发育相关基因时,这些基因则会产生不同功能的蛋白质。文章对近年来动物肌肉发育相关基因可变剪接的研究情况进行了综述,重点阐述这些基因的不同异构体之间功能的差异情况。     

可变剪接的表观遗传学调控机制及其在脂肪代谢中的作用研究进展

可变剪接是指从1个mRNA前体中通过不同的剪接方式产生不同的mRNA剪接异构体,并使得最终的蛋白产物表现出不同或者相互拮抗的功能和结构特性的过程。基因通过可变剪接在组织发育和疾病中起着至关重要的作用,是高等真核生物蛋白质多样性的主要来源之一。剪接过程受多种因素调控,其中表观遗传学现象是可变剪接过程中重要的影响因素,多项研究表明多种表观遗传学现象对于可变剪接存在调控作用。可变剪接对于脂肪细胞的分化以及脂质的代谢也起到不可或缺的作用。本文综述了表观遗传学修饰对可变剪接的调控及其在脂肪代谢调控中的研究进展,以期为可变剪接的进一步研究提供参考依据。     

可变剪接及其在畜禽育种中的研究与应用

可变剪接是指个体发育或者细胞分化时有选择地越过某些外显子或某个剪接点进行变位剪接,从而产生组织或发育阶段特异性mRNA的过程。通过可变剪接,生物体可以由单个基因产生多个不同的蛋白质异构体,从而导致大量的蛋白质变异。因此,可变剪接在动物生长发育和生理代谢等过程中发挥重要的调控作用。本文对可变剪接的类型、鉴定方法及其对畜禽各种经济性状的影响进行了总结,并展望了其在畜禽育种中的应用前景,以期为畜禽育种改良进行提供新思路。     

可变剪接在肌肉发育中的作用研究进展

可变剪接发生在DNA转录为前体mRNA后，通过该过程可以使单个基因产生多个mRNA异构体和蛋白质亚型，增加了转录后加工过程中基因的信息多样性和蛋白质丰度。剪接体、剪接因子和其他RNA结合蛋白催化识别剪接位点和可变剪接外显子，参与调节可变剪接，从进化的角度来看，可变剪接在一定程度上为生物进化提供了驱动力。可变剪接作为组织特异性调节剂，参与肌肉发育的整个过程。在成肌细胞分化过程中，多聚嘧啶序列结合蛋白（polypyrimidine tract-binding protein，PTB）和RNA结合蛋白4（RNA-binding motif protein 4，RBM4）分别与原肌球蛋白的内含子多嘧啶序列和富含CU的内含子结合，共同调节α-原肌球蛋白的肌肉细胞特异性外显子选择的活性。RBM4可通过下调PTB表达并颉颃PTB在外显子选择中的活性来协同作用于肌细胞增殖分化的特异性剪接；肌球蛋白Ⅰ亚型通过可变剪接产生4种不同长度杠杆臂的蛋白质，影响肌肉的张力与拉伸激活；可变剪接可能是产生肌肉类型特异性的重要机制，选择性剪接产生具有不同催化动力学的肌球蛋白重链同工型，催化动力学差异地调节收缩性，从而影响肌纤维类型和肌肉功能。作者通过阐述可变剪接事件在肌肉发育及肌纤维形成过程中的主要作用，揭示可变剪接对肌肉发育的作用，以期为后续研究肌肉的发育调控机理提供参考依据。     

可变剪接在小鼠早期胚胎发育中的作用研究进展

小鼠的早期胚胎发育是一个极为复杂而又受到精细调控的生命过程，包括卵母细胞成熟、受精和胚胎发育等顺序发生事件。可变剪接(alternative splicing, AS)是指将一个前体mRNA通过不同的剪接方式(选择不同的剪接位点组合)产生不同mRNA剪接异构体的过程。AS作为提高基因转录组复杂性和蛋白质多样性的关键因素，对于调控个体和胚胎的生长发育至关重要。现已有大量研究表明，AS在小鼠早期胚胎发育中起着至关重要的作用。本研究对AS在小鼠早期胚胎发育过程中作用的研究进展进行了综述，并着重介绍了相关剪接因子及其敲除影响胚胎发育的事件。     

基因的可变剪接对哺乳动物精子生成作用的研究进展

可变剪接作为一种提高基因组复杂性的机制,在调节基因功能多样性和表型变异中发挥着非常重要的作用。可变剪接事件的顺利进行能够调控并促进正常精子的生成,有利于动物的繁殖。文章重点介绍了可变剪接对哺乳动物精子生成的调控作用,并进行了总结展望,旨在为强化育种改良提供新的思路。     

RNA的可变剪接

在高等真核生物基因组中存在大量的割裂基因,而这些割裂基因的mRNA却是非割裂结构,在这个转化过程中去除内含子的过程就成为RNA的剪接或剪接RNA（RNA splicing）。RNA剪接特别是可变剪接是真核基因表达调控研究的重要内容之一。介绍了RNA可变剪接的特点、功能与调控、可变剪接基因以及剪接形式的识别,并对可变剪接的应用进行了举例。     

RNA的可变剪接

在高等真核生物基因组中存在大量的割裂基因,而这些割裂基因的mRNA却是非割裂结构,在这个转化过程中去除内含子的过程就成为RNA的剪接或剪接RNA（RNA splicing）。RNA剪接特别是可变剪接是真核基因表达调控研究的重要内容之一。介绍了RNA可变剪接的特点、功能与调控、可变剪接基因以及剪接形式的识别,并对可变剪接的应用进行了举例。     

应用RNA-seq数据开展鸭基因组可变剪接的鉴定与分析

可变剪接是畜禽增加转录组和蛋白质结构与功能多样性的一种重要机制。研究应用前期测定的不同发育时期(2、4、6周龄)北京鸭胸肌和皮脂RNA-seq数据,挖掘北京鸭胸肌和皮脂内可变剪接及其功能注释。结果显示:1 6个样品中共鉴定出30 465个可变剪接,这些事件发生在7 587个基因上,可变剪切类型以外显子跳跃、内含子滞留、可变的5′剪接位点和可变的3′剪接位点等为主;2可变剪接的发生具有组织和发育阶段特异性;3共有可变剪接的基因主要富集于物质合成、物质结合及酶活性相关的GO条目中,胸肌特有可变剪接基因显著富集到骨骼肌发育相关的GO条目中,而皮脂特有的可变剪接基因富集到油脂合成的GO条目中。研究系统鉴定了北京鸭胸肌和皮脂内的可变剪接和基因,为北京鸭分子育种提供理论基础。     

牛黄体中促黄体素受体剪接异构体的表达研究

利用RT-PCR结合测序技术,对牛黄体中促黄体素受体(Luteinizing hormone receptor,LHR)在转录后通过选择性剪接而形成的剪接异构体进行鉴定,并比较不同剪接异构体编码蛋白质氨基酸序列的差异,利用RT-PCR对黄体中的LHR剪接异构体进行定量分析,为研究LHR剪接异构体在黄体中的功能奠定基础.结果表明,牛黄体中LHR通过选择性剪接产生了包括全长mRNA在内的6种剪接异构体,其中第11外显子5'端的266个碱基的缺失会使mRNA因发生移码突变而使翻译提前终止.实时定量PCR结果显示,发生外显子缺失的mRNA的表述量总量是全长mRNA表达量的1.94倍.     

基于RNA-seq筛选白藜芦醇致猪卵巢颗粒细胞凋亡的可变剪接基因

本研究旨在探究参与白藜芦醇（Resveratrol,RES）诱导猪卵巢颗粒细胞（Porcine Ovarian Granulosa Cells,pGCs）凋亡的可变剪接基因。实验以50、100μmol/LRES处理pGCs,并设置空白对照,利用转录组测序（RNA-seq）技术分析3组之间差异可变剪接基因的表达谱,对差异可变剪接基因进行GO和KEGG富集分析,通过qRT-PCR验证RNA-seq数据。结果表明,与对照组相比,低浓度组有198种基因参与了236个可变剪接事件,高浓度组有603种基因发生了779个可变剪接事件。在log2|FoldChange|>1、P<0.05条件下,分别在低浓度组筛选到6个、高浓度组筛选到35个差异可变剪接基因。GO分析显示,差异可变剪接基因主要参与生物学过程条目。KEGG分析发现,显著富集的通路均与激素分泌及代谢途径相关,如卵巢类固醇生成信号通路、氨基酸代谢相关信号通路等。进一步从中筛选出可能参与RES诱导pGCs凋亡的关键基因（AKR1C1、GLUL、SARDH、MADD基因）。综上,RES通过影响pGCs中基因的可变剪接,从而影响相关信号...     

鸡Lmbr1基因一种异常可变剪接的克隆和表达分析

根据人Lmbr1/C7orf2基因的一种缺失外显子4的可变剪接与Acheiropodia(ACHP)疾病的关联,本研究拟根据可变剪接在物种间的保守性,进行鸡Lmbr1这种相似可变剪接的鉴定和表达分析。设计跨越Lmbr1外显子4的引物可同时检测这2种转录产物的表达,本研究成功地从鸡的心脏组织获得了缺失外显子4的Lmbr1异常剪接(Lmbr1-β)。在白来航初生雏鸡及5～6胚龄胚的组织表达分析显示,2种转录产物均可在所检测的组织中表达,与包含外显子4的转录产物(Lmbr1-α)相比,可变剪接Lmbr1-β为一种次要表达产物,表达量较弱。对多趾的丝羽乌骨鸡和四趾的白来航鸡胚组织间2种转录产物表达进行进一步分析,在2个品种3～11胚龄(E3～E11)的胚胎发育期间均可同时检测到Lmbr1-α和Lmbr1-β的表达,Lmbr1-α为主要表达产物,Lmbr1-β为次要表达产物,Lmbr1-β表达量微弱。在2个品种的胚胎发育期间未见2种转录产物明显的表达差异。结果显示,包含外显子4的Lmbr1-α为鸡Lmbr1基因的主要转录产物,广泛而稳定地在雏鸡和发育鸡胚各组织中表达,丝羽乌骨鸡多趾表型的发育与常见转录产物Lmbr1-α和异常可变剪接Lmbr1-β的表达无直接的相关。     

核不均一核糖核蛋白与病毒复制

核不均一核糖核蛋白(hnRNPs)是一类高度保守的RNA结合蛋白,广泛存在于动物的各种组织和细胞中,其主要生理功能是参与细胞中mRNA前体的剪接、mRNA的转运、mRNA的稳定性以及转录的调控。近年来的研究发现,hnRNPs可以通过与病毒核酸、病毒蛋白质结合,调控宿主细胞凋亡等机制影响病毒的复制过程。作者对hnRNPs与病毒复制关系的研究进展做一综述,以期为病毒与机体互作的研究提供参考。     

180日龄文昌鸡和隐性白羽克洛鸡基因结构及SNP分析

采用生物信息学的方法对180日龄文昌鸡和隐性白羽克洛鸡RNA-Seq的94 614 632的Clean Reads进行了单核苷酸多态性(SNP)的查找、可变剪接筛查、基因结构优化和新转录本预测。结果共得到可靠的SNP位点220 308个,可变剪接56 119个,优化了21 633个基因,预测到1 235个新转录本。本研究结果能够进一步完善鸡基因组注释情况并丰富鸡SNP数据库和可变剪切数据库。     

猪TLR4基因可变剪接体的鉴定

为合理、有效地利用民猪资源进行抗病育种,本研究利用重叠延伸RT-PCR结合巢式PCR法扩增民猪TLR4基因,寻找可变剪接体;利用竞争性RT-PCR方法研究各可变剪接体的组织表达情况。获得了猪TLR4基因3个可变剪接体(其中2个是未见报道的),并且鉴定出一类特殊的剪接模式——外显子内部的部分片段被单独剪除,该类型在动物中尚属首次发现;组织表达分析表明3个可变剪接体普遍表达。TLR4基因存在着复杂的剪接机制,也暗示着其功能的复杂性。     

富营养饮食重塑代谢性疾病易感猪关键组织mRNA剪接模式研究

旨在探讨富营养饮食对代谢性疾病易感猪关键组织可变剪接（alternative splicing，AS）和剪接因子（splicing factors，SFs）的影响。本研究以健康状态、月龄和体重相同的12头代谢性疾病易感公猪为材料，随机将其分为两组，其中8头猪饲喂高脂高能量饲料2个月作为富营养饮食组（TG-HFHSD），4头猪饲喂正常饲料2个月作为对照饮食组（TG-CD）。对TG-HFHSD和TG-CD的脂肪、肝、肌肉和下丘脑组织进行RNA-seq测序，利用rMATS软件鉴定组间差异AS，对差异剪接基因（differential splicing genes，DSGs）进行GO和KEGG富集分析，并利用DESeq2软件和皮尔逊相关性系数分析肝组织中的SFs。结果显示，脂肪、肝、肌肉和下丘脑中分别鉴定到48 279、39 536、47 888和52 210个AS事件，均以SE类型为主，占比在77.09%～78.29%之间。脂肪、肝、肌肉和下丘脑中的DSGs数分别为528、1 070、570和600个，其中肝增加的DSGs部分主要是RI和MXE两种类型，分别为177和471个，而其它组织仅为12～28个和99～110个。GO和KEGG富集显示，肝DSGs除富集到细胞结构相关的过程外，还显著富集到可变剪接及mRNA代谢、脂质代谢、DNA损伤及修复、补体与凝血级联等过程。肝中筛选到56个差异表达的SFs，其中CLK1、PGC-1ɑ、USP4等与糖脂代谢和代谢性疾病密切相关。本研究表明，富营养饮食显著增加了肝DSGs，通过剪接调控、糖脂代谢以及DNA损伤来影响肝代谢性疾病的发生，将为肝代谢性疾病早期发生机制研究提供参考。     

肉鸡肌肉与脂肪组织基因组差异剪接基因分析

旨在鉴定和分析肉鸡肌肉和脂肪组织基因组差异剪接基因(differential splicing gene,DSG)。本研究采用Illumina Hiseq 2500测序平台对AA肉鸡胸肌和腹部脂肪组织各3个样品进行转录组测序,使用rMATS软件检测样品中可变剪接事件(alternative splicing,AS)和组织间的DSG,并对DSG进行GO功能富集和KEGG通路分析。结果表明,在肉鸡肌肉和脂肪组织中分别检测到(5 966.00±111.66)和(6 757.00±156.51)个可变剪接事件(P=0.002)。5种可变剪接类型中以外显子跳跃(skipped exon,SE)为主,分别占肌肉和脂肪组织中可变剪接事件总数量的54.92%和52.67%。肌肉和脂肪组织基因组间检测到513个显著的DSGs。GO基因富集分析发现,93个DSGs显著富集于细胞组分和分子功能中。信号通路分析发现,31个DSGs富集在肌动蛋白细胞骨架调节、焦点粘连、丙酮酸代谢和细胞内吞作用信号通路中,其中14个DSGs在肌肉和脂肪组织基因组中的表达水平未发生显著变化。本研究通过对肉鸡肌肉和脂肪组织基因组中DSG的鉴定与分析,为研究可变剪接及其调控机制、组织间差异剪接的多样性提供理论依据。     

PRPF8蛋白在真核生物可变剪切中的作用

可变剪切是真核生物转录过程中的重要调控机制,剪切体是可变剪切过程中的关键元素。PRPF8是可变剪切组分U5中的关键蛋白,在剪切过程中具有重要的作用。为此,文章介绍了PRPF8蛋白在可变剪切5’和3’位点的作用方式及其参与调控可变剪切因子的途径,总结了PRPF8蛋白可变剪切在动物生产和肿瘤研究中的应用,得出了PRPF8蛋白的研究价值,并对PRPF8蛋白在真核生物中的应用前景进行了展望。     

非编码RNA及其在畜禽中的应用研究进展

在真核生物基因组转录过程中,除了一些蛋白质编码RNA以外,还有一些不同类型的非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)也参与了复杂生命活动过程的调节。近年来,全转录组测序技术的出现和生物信息学的快速发展极大地促进了人们对ncRNA的研究,ncRNA在生物领域的多个方面具有重要作用,如在人类肿瘤、非肿瘤等方面的疾病治疗,在动物胚胎发育、肌肉生长、脂肪沉积、免疫应答及皮肤毛囊调控等领域都有了很大的进展。作者主要综述了全转录组测序技术、ncRNA分类、主要作用机制和ncRNA在畜禽中的应用,为探究ncRNA在动物中的调控机制提供理论依据。