circRNA作为ceRNA调控畜禽重要经济性状的研究进展

竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)机制指具有同种miRNA反应元件(microRNA response elements, MRE)的RNA分子，通过竞争性地结合该miRNA以在转录后水平调控基因的表达，进而影响细胞的生物学功能。ceRNA机制的有效性受细胞环境、miRNA活性及其与不同RNA分子间亲和力等因素的影响。虽然环状RNA(circular RNA,circRNA)和长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)等均可作为ceRNA,但circRNA是相对更为有效的ceRNA分子，因为其在进化过程中稳定且保守，可使ceRNA信号在不同组织中传导。本文在探讨ceRNA调控机制影响因素的基础上，进一步综述了circRNA作为ceRNA调控畜禽肌肉发育、脂肪沉积、乳腺及卵泡发育等方面的研究进展，以期为深入研究畜禽重要经济性状中ceRNA调控网络提供新思路。     

山羊5个组织的全长转录组构建与分析

【目的】构建山羊（Capra hircus）全长转录组,旨在改进参考基因组的功能注释。【方法】利用PacBio长读段测序技术对南江黄羊肝、脾、肾周脂肪、背最长肌和睾丸5个组织的混合样本进行高通量测序;对原始数据进行校正、聚类去冗余,最后用KEGG数据库对预测转录本序列进行功能注释。【结果】质控后获得28 432条高质量一致性全长序列,其中99.49%的序列被成功比对到山羊基因组;得到源自9 879个基因的19 115个转录本。进一步分析得到表达基因总数的41.39%发生了可变剪接;其中起始外显子可变剪接占比最高（36.47%）,外显子互斥占比最低（1.78%）。另外,144条序列未被比对到参考基因组上,这些序列的平均GC含量高达56.50%;利用KEGG数据库对其进行功能注释,揭示28个转录本与免疫系统相关。【结论】获得的测序数据全面涵盖混合样本中表达的转录本,证明了山羊基因组转录的复杂性。研究结果总体上提高了每个基因平均表达的转录本数量,证明可变剪接的广泛存在;未成功比对的转录本序列GC含量较高且许多转录本来自免疫基因的表达。     

山羊IGFBP-2基因的克隆、序列分析及其组织表达

【目的】克隆获得南江黄羊IGFBP-2（Insulin-like growth factor binding protein -2）基因的CDS区全序列,对其进行生物信息学分析,并分析IGFBP-2的mRNA和蛋白组织表达特征,为深入研究该基因在出生后山羊生长和发育过程中的作用以及表达调控提供基础资料。【方法】下载NCBI的GenBank数据库中公布的绵羊（Ovis aries,NM_001009436）和牛（Bos taurus,NM_174555）的IGFBP-2基因的mRNA序列,经序列比对后采用保守区域序列并利用Primer Premier 6.0软件设计克隆引物,经PCR扩增后采用TA克隆技术获取含有阳性克隆子的菌液,送公司测序得到山羊IGFBP-2基因的完整编码区序列,并利用EditSeq、DNAMAN 6.0、MEGA 6.0和ExPASy在线平台等软件对CDS区序列和其编码的氨基酸序列进行生物信息学分析;获得山羊IGFBP-2基因CDS区序列后,利用该序列设计实时荧光定量PCR（Q-PCR）引物,采用Q-PCR和蛋白质免疫印迹杂交（Western blotting）方法检测了IGFBP-2的mRNA和蛋白在出生后南江黄羊不同组织（心脏、肝脏、肺、背最长肌、半膜肌和臂三头肌）和不同发育阶段（3、30、60、90和120 d）的表达情况。【结果】①克隆得到954bp的南江黄羊IGFBP-2基因的CDS区全序列,碱基组成为GC含量69.39%,AT含量30.61%,共编码317个氨基酸残基,预测的山羊IGFBP-2蛋白分子量大小为33.8808 kD,等电点为7.82,二级结构由无规卷曲（68.14%）、α-螺旋（18.30%）和延伸链（13.56%）三种形式组成;蛋白结构域分析发现,IGFBP-2蛋白序列包含保守的IB（IGFBP homologues）和TY（Thyroglobulin type Ι repeats）结构域,IB结构域位于第37-125位氨基酸处,TY结构域位于第250-302位氨基酸处;②磷酸化位点预测发现,IGFBP-2蛋白中存在Ser（5）和Thr（7）共12个磷酸化位点;糖基化位点预测发现,IGFBP-2蛋白序列中存在10个N-糖基化位点和2个O-糖基化位点;③CDS区序列相似性比较发现,山羊IGFBP-2与绵羊、牛、猪、人和小鼠的相似性分别达到98.99%、97.73%、87.12%、78.33%和76.26%;氨基酸序列相似性比较发现,山羊IGFBP-2与绵羊、牛、猪、人和小鼠的相似性分别达到99.24%、98.10%、87.07%、70.27%和73.00%;④系统进化树分析发现,山羊IGFBP-2与绵羊和牛的亲缘关系最近;⑤组织表达分析表明,IGFBP-2在肝脏中的mRNA和蛋白的相对表达量均最高(P<0.01),背最长肌次之;在不同发育阶段的肝脏组织中,IGFBP-2 mRNA和蛋白相对表达量均呈现一直上升的趋势;在不同发育阶段的背最长肌组织中,IGFBP-2的mRNA表达水平呈现一种“上升-下降-上升”的波动平衡。【结论】获得了山羊IGFBP-2基因完整的编码区序列和组织表达特征,生物信息学分析发现IGFBP-2基因的编码区序列具有物种间的保守性,肝脏是山羊IGFBP-2 的mRNA和蛋白表达的主要组织,同时在山羊不同发育阶段的肝脏和背最长肌组织中,IGFBP-2基因的mRNA和蛋白表达丰度呈现一定的规律性,表明IGFBP-2基因可能在出生后山羊的早期生长发育过程中发挥着重要的作用。     

IGF1R和IGF2R在南江黄羊不同组织和肌细胞中的表达模式比较

为了探讨IGF1R和IGF2R基因在山羊不同组织及肌细胞中mRNA的表达模式,本研究采用qRT-PCR检测了南江黄羊妊娠期3个阶段(E45、E60和E105)的背最长肌及出生后5个时期(B3、B30、B60、B90和B120)的肌肉组织(背最长肌、臂三头肌)和内脏(心、肝、肺)中IGF1R和IGF2R的mRNA水平,以及骨骼肌卫星细胞(skeletal muscle satellite cells,SMSCs)增殖和分化过程中二者的表达模式。结果表明,在胎儿期的背最长肌中,IGF1R与IGF2R均呈现先上升后下降的表达趋势,其中IGF1R在E45和E60的表达量高于IGF2R(P<0.05,P>0.05),在E105的表达量低于IGF2R(P<0.01)。在出生后阶段,IGF1R在肺中表达量最高,肝中最低;相反,IGF2R在肺中表达量最低,在背最长肌中最高。随着羔羊的发育,IGF1R与IGF2R的表达量在心中呈现上升的趋势,在肝中呈现"下降-上升-下降"的表达变化,而在肺中两者的表达趋势相反(B90前)。在背最长肌和臂三头肌中,IGF1R的表达量呈现持续上升模式(B90前),IGF2R则呈现出"下降-上升-下降"的趋势。此外,IGF1R和IGF2R在SMSCs增殖阶段(24、48和72 h)呈现"下降-上升"的表达模式,分化早期(0～3 d)低表达而后期显著增加(分化5 d,P<0.05),随后下降。本研究获得了IGF1R和IGF2R基因在南江黄羊不同组织及SMSCs中的表达模式,初步揭示IGF1R在山羊肺中的高表达与肝中的低表达对器官的生长和功能维持具有关键作用,IGF1R与IGF2R协同促进其肌肉组织发育和肌细胞的增殖分化。     

南江黄羊脂肪型脂肪酸结合蛋白（A-FABP）基因多态性与生长性状关联分析

根据山羊A-FABP mRNA序列设计2对引物扩增南江黄羊A-FABP基因部分外显子3、内含子3和外显子4序列,利用克隆测序的方法寻找南江黄羊A-FABP基因的多态性,采用PCR-RFLP的方法进行多态性检测并与生长性状进行关联性分析。结果显示,在南江黄羊A-FABP基因第3内含子和第4外显子序列上分别发现T143C和T546C2个点突变位点,其中T546C位点为同义突变,这2处突变各自产生3种基因型CC、TC和CC,χ2检验显示,这2个位点均处于中度多态且在南江黄羊群体中分布处于Hardy-Weinberg平衡（P〉0.05）。关联分析显示,T143C位点TC基因型公羊个体的成年胸围显著长于TT型（P〈0.05）;T546C位点CC基因型公羊个体的周岁体长显著长于TT基因型（P〈0.05）,TC基因型母羊个体的6月龄体质量和胸围均显著长于CC基因型（P〈0.05）,其余生长性状在不同基因型个体间差异不显著（P〉0.05）。结果表明：南江黄羊A-FABP基因第3内含子和第4外显子多态性可能对个体生长性状产生一定的影响。     

山羊clock和cry1基因的克隆及其在大脑和垂体中表达差异的研究

本研究旨在探讨生物钟基因clock和cry1在山羊出生后不同时期的大脑和垂体中的表达差异.在出生后30、60、90和120 d共屠宰24只南江黄羊羔羊(公母各l2只),取其大脑皮质层和垂体组织样品用于抽提RNA,进行分子克隆和实时荧光定量PCR分析.结果,分离克隆得到了山羊clock基因外显子1到外显子8以及cry1基因外显子6到外显子15的CDS区序列,其长度分别为1479 bp和993 bp,其中clock基因部分CDS区序列与绵羊、牛、人和小鼠的对应序列相似性分别为99％、90％、94％和92％,cry1基因部分CDS区序列与绵羊、牛、人和小鼠的对应序列相似性分别为99％、98％、94％和87％.组织表达分析结果表明,性别对clock和cry1基因的表达影响不显著(P＞0.05),2个基因在垂体中的mRNA表达量极显著高于大脑中的表达量(P＜0.01) ;在不同时期的垂体组织中,clock和cry1基因表达量均呈现先上升后下降的趋势 ;在不同时期的大脑组织中,clock基因的表达量趋于波动平衡,呈现上升趋势,cry1基因的相对表达量呈细微的上升趋势.结果提示:clock和cry1基因的CDS区在物种间保守性较高.clock和cry1基因在山羊大脑和垂体组织中起到重要的作用,且其mRNA发育性表达模式具有组织特异性.     

HuR的功能及其对肌肉生长发育的调控作用

RNA结合蛋白HuR(human antigen R)，又被称为类胚胎致死性异常视觉基因1(ELAV like RNA binding protein 1, ELAV1)，是一种在机体各组织中广泛表达的重要RNA结合蛋白，其通过调控mRNA前体剪接、多聚腺苷酸化，以及mRNA稳定性与翻译效率等方式参与机体各项生命活动。研究表明，RNA结合蛋白参与了肌肉生长发育调控，其中HuR主要通过影响靶mRNAs的稳定性和翻译参与调控肌生成与肌肉疾病的发生。本文结合近年来HuR的相关研究，从HuR的生物学特性、主要功能与作用方式、在肌肉生长发育及肌肉疾病中的调控作用等方面展开综述，以期为进一步研究HuR在肌肉生长发育调控中的作用提供参考。