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...     

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。     

可变剪接在农业动物中的研究进展

可变剪接(alternative splicing, AS)是由单个前体mRNA形成多个成熟mRNA的过程,从同一基因产生多个转录本,增加转录组和蛋白质组的多样性,此过程是调节基因组表达和产生蛋白组多样性的重要机制。同种生物经可变剪接产生不同表型,在不改变基因序列的情况下调控蛋白质的生物学功能,对于理解生命活动的调控过程有重要意义。文章对可变剪接的发生机制及其在农业动物中的研究进展进行了综述,以期为在农业动物中进一步研究可变剪接奠定基础。     

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。     

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...     

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。     

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。     

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。     

山羊INSR基因可变剪接体在背最长肌中的表达模式

旨在对山羊胰岛素受体(insulin receptor,INSR)基因进行可变剪接分析,研究其在背最长肌中的表达模式。本试验以简州大耳羊妊娠期胎儿(妊娠期第45、60和105天)及出生后第3天羔羊背最长肌为试验材料,基于转录组测序数据(accession number:SRR3567144)并利用Sanger测序验证,分析INSR基因的可变剪接体类型及其在背最长肌中的表达差异,同时利用在线软件对不同可变剪接体进行生物信息学分析。结果显示,在山羊背最长肌中INSR基因CDS区存在4种不同的可变剪接形式(INSR1、INSR2、INSR3和INSR4),其CDS长分别为4 110、4 146、 4 113和4 149 bp,对应的氨基酸残基数分别为1 369、1 381、1 370和1 382个。山羊INSR 4个可变剪接体之间的主要区别在于Exon 11(36 bp)跳跃和Exon 15部分(3 bp)缺失,这两种可变剪接模式在牛、猪、山羊、人、绵羊和小鼠间完全一致。这些可变剪接改变了山羊INSR的Ser磷酸化位点和第二个FN3功能域,使所编码蛋白3D结构在两个区域发生明显改变。同时,各可变剪接体表达量在背最长肌发育的4个时期均无显著性差异(P0.05),同一时期各可变剪接体表达量之间也无显著性差异(P0.05)。INSR基因序列和剪接模式在哺乳动物中高度保守,该研究结果将为深入揭示INSR基因对动物肌肉发育的调控机制提供理论参考。     

山羊INSR基因可变剪接体在背最长肌中的表达模式

旨在对山羊胰岛素受体（insulin receptor，INSR）基因进行可变剪接分析，研究其在背最长肌中的表达模式。本试验以简州大耳羊妊娠期胎儿（妊娠期第45、60和105天）及出生后第3天羔羊背最长肌为试验材料，基于转录组测序数据（accession number：SRR3567144）并利用Sanger测序验证，分析INSR基因的可变剪接体类型及其在背最长肌中的表达差异，同时利用在线软件对不同可变剪接体进行生物信息学分析。结果显示，在山羊背最长肌中INSR基因CDS区存在4种不同的可变剪接形式（INSR1、INSR2、INSR3和INSR4），其CDS长分别为4 110、4 146、4 113和4 149 bp，对应的氨基酸残基数分别为1 369、1 381、1 370和1 382个。山羊INSR 4个可变剪接体之间的主要区别在于Exon 11（36 bp）跳跃和Exon 15部分（3 bp）缺失，这两种可变剪接模式在牛、猪、山羊、人、绵羊和小鼠间完全一致。这些可变剪接改变了山羊INSR的Ser磷酸化位点和第二个FN3功能域，使所编码蛋白3D结构在两个区域发生明显改变。同时，各可变剪接体表达量在背最长肌发育的4个时期均无显著性差异（P>0.05），同一时期各可变剪接体表达量之间也无显著性差异（P>0.05）。INSR基因序列和剪接模式在哺乳动物中高度保守，该研究结果将为深入揭示INSR基因对动物肌肉发育的调控机制提供理论参考。     

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...     

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.     

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。     

家蚕卵巢肿瘤基因Bmotu及其可变剪接

已知卵巢肿瘤基因(ovarian tumor gene,otu)在果蝇(Drosophila melanogaster)卵巢发育过程中发挥极其重要的作用,该基因突变会扰乱卵子形成的正常过程。为探究家蚕(Bombyx mori)是否具有类似果蝇生殖发育相关基因otu的同源基因,以及基因存在的可变剪接形式,在电子克隆的基础上,应用RT-PCR从家蚕精巢组织中获得了4条不同长度的Bmotu cDNA片段(GenBank登录号:HQ831341,HQ831342,HQ999998,HQ831343),其中3条由于无义突变导致翻译提前终止;而从卵巢组织中仅获得了1条Bmotu cDNA片段,该片段序列与精巢中扩增的登录号为HQ831343片段序列的5'端相同。结果表明Bmotu基因存在可变剪接,且雌、雄之间的剪接方式可能存在差异。生物信息学分析发现Bmotu基因编码蛋白与果蝇Otu的结构类似,含有半胱氨酸蛋白酶结构域(Otu结构域)、Tudor结构域、脯氨酸基序。研究结果有助于进一步探讨家蚕生殖发育机制。     

p63基因及其与肿瘤的关系研究进展

p63基因是肿瘤抑制基因p53家族的成员之一,与p53基因有高度的同源性。基因结构复杂,有两个不同的启动子和多种内含子剪接方式,能编码多种亚型的蛋白质,而这些p63蛋白在不同的组织不同的发育阶段发挥着不同的生物学作用。文章就p63基因的结构、功能及其与肿瘤的关系作一综述。     

斑马鱼E3泛素连接酶基因的生物信息学分析和mRNA表达

目的对斑马鱼E3泛素连接酶基因进行生物信息学分析,并研究其mRNA表达情况。方法利用生物信息学方法分析斑马鱼E3泛素连接酶基因的cDNA序列、蛋白质二级结构、结构域、氨基酸序列同源性,并构建进化树;利用整胚原位杂交技术研究目的基因在斑马鱼体内的mRNA表达模式。结果在NCBI基因库中找出TRIM54、TRIM55a、TRIM55b、TRIM63a、TRIM63b和TRIM101 6个斑马鱼E3泛素连接酶基因。这些基因之间有较高的同源性,二级结构以α-螺旋和无规卷曲为主,编码的蛋白质均含有3个保守结构域：环锌指、B-box锌指和卷曲螺旋。进化树分析显示,所有基因聚为4组：各物种TRIM54基因聚为一组;各物种TRIM55基因聚为一组,但靠近于斑马鱼TRIM101基因分支;TRIM63基因分为一组。整胚原位杂交结果显示,这些TRIM基因的mRNA均在受精后24 h的斑马鱼的肌节中表达,且TRIM55a、TRIM63a和TRIM101基因表达量较高。这些TRIM基因在肌肉发育和肌肉功能中可能发挥作用。结论斑马鱼的6个E3泛素连接酶基因有较高的保守性,其mRNA特异性表达于肌节部位。结果对深入研究这些基因在鱼类肌肉中的作用和指导鱼类生产具有一定的意义。     

哺乳动物早期胚胎发育的基因表达

哺乳动物早期胚胎发育的基因表达是一个复杂而有序的过程.不同作用的基因控制和推动了各发育阶段,由特定的mRNA翻译成起一定作用的蛋白质,表现出了胚胎的各个部分和各个阶段具有不同的功能,并推动发育的不断进展.     

3个时期牛肌肉组织中长链非编码RNA表达谱的生物信息学分析

试验旨在分析不同时期牛肌肉组织中长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNAs)的表达谱,并筛选出可能参与肌肉发育过程的相关的lncRNAs。采集3月龄胚胎、6月龄胚胎和9月龄出生个体的肌肉组织RNA样品进行高通量测序,通过生物信息学方法对鉴定到的lncRNAs进行分析筛选,对lncRNAs靶基因和3个时期差异mRNAs进行Veen分析,并对Veen结果进行GO和KEGG富集分析,筛选与肌肉发育相关的lncRNAs及靶标mRNA。结果显示,高通量测序共鉴定到212 851条新的未注释的lncRNAs,其中在不同时期差异表达的有9 913条,分属于基因间型、正义链型、反义链型和双向型4种类型,在各染色体上均有分布,其中正义链型lncRNAs在各个染色体上分布数量最多,分布范围最广。分析其结构发现这些lncRNAs具有开放阅读框短、表达水平低、编码能力弱、分布广、数量大等特征。通过GO和KEGG富集分析,最终筛选出3月龄胚胎、6月龄胚胎和9月龄出生个体肌肉中差异表达并与肌生成有密切关系的55条lncRNAs和38条候选靶标mRNA。本研究不仅提供了3个时期牛肌肉组织中lncRNAs的表达模式,而且通过预测lncRNAs与mRNA的相互作用关系极大地缩小了与牛肌肉发育相关的lncRNAs的研究范围,为揭示牛肌肉发育的功能提供了重要的靶点。