非编码RNAs调控家禽骨骼肌生长发育的表观遗传机制研究进展

肉、蛋、奶是畜牧业最主要的三大产品,其中,肉的需求量是最高的。肌肉是动物躯体的重要组成部分,仅骨骼肌就已占全身体质量的40%左右。骨骼肌在调节动物新陈代谢、机体运动、能量储存和健康等方面至关重要,是机体功能正常运转的必要组分。骨骼肌发育过程极其复杂,主要包括体节细胞增殖分化、成肌细胞增殖分化、肌管成熟以及肌纤维形成等环节,整个过程受许多遗传因子调控,其中,由微小RNAs(miRNAs)、长链非编码RNAs(lncRNAs)、环状RNAs(circRNAs)等几种类型构成的非编码RNAs(ncRNAs)可以通过靶向关键因子调控骨骼肌发育过程。本文介绍了各类ncRNAs的特征与功能,总结了近年来有关ncRNAs在家禽肌肉生长发育中的研究,阐述ncRNAs在骨骼肌生长发育进程中的表观遗传调控机制,为改善家禽生长发育提供参考。     

不同品种猪肌肉发育的研究进展

猪骨骼肌的分化、生长和组织发育的调控过程实际上是内在的遗传、表观遗传基础和外在的各种信号分子相互作用的结果。     

浙东白鹅骨骼肌发育相关因子MRFs,Pax3和Pax7基因的表达规律

生肌调节因子家族(myogenic regulatory factors,MRFs)在胚胎期和出壳早期的骨骼肌分化过程中发挥重要作用;PAX家族中的2个转录因子Pax3和Pax7,被认为在肌纤维的生长发育过程中,指导众多过程的形成。在鹅胚胎发育过程中这些基因的表达变化规律及在肌肉发育过程中的表达变化规律研究甚少。以浙东白鹅Anser cygnoides domestica‘Zhedong’为研究对象,提取RNA合成c DNA并采用实时荧光定量聚合酶链式反应(q RT-PCR)研究MRFs,Pax3和Pax7在鹅胚胎期(7,11,15,19,23,27 d胚龄)及出生早期(出雏后7日龄)的表达规律,并分析其表达与胸、腿肌发育的相关性。结果显示:MRFs,Pax3和Pax7基因均和鹅骨骼肌的发育相关,并且存在不同的表达规律。MRFs和Pax7基因在11~15 d胚龄期间出现表达高峰期,而Pax3基因在7 d胚龄即出现高表达,随后表达下降。通过分析表明:这些基因的表达规律均和它们在肌肉发育过程中的作用密切吻合。     

DNA甲基化检测方法研究进展

DNA甲基化是一种重要的遗传外修饰,是表观遗传学(epigenetics)的重要组成部分[1].它参与了动物胚胎发育、基因印迹和X染色体失活等过程,在基因表达的调控中具有重要作用,异常甲基化可以导致肿瘤的形成.     

植物体与植物体细胞无性系发育中的DNA甲基化及其表达调控研究进展

从DNA甲基化与基因表达调控模式、DNA甲基化形式、植物发育中DNA甲基化调控、体细胞无性系发育中的DNA甲基化等方面,阐述DNA甲基化在植物体与植物体细胞无性系发育中的相关机制,评述植物体与植物体细胞无性系发育、繁殖等的相关分子机制及表观遗传机制。     

DNA甲基化与食管癌关系研究进展

人类肿瘤的发生是一个多步骤、多阶段、多基因改变与表基因改变的复杂过程,其分子生物学本质是细胞内遗传调控和表观遗传调控的紊乱,其中表观遗传调控紊乱包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色     

前沿动态

正长非编码RNA调控肌肉发育分子机制肌肉组织是动物机体的重要组成部分,肌肉生长速度和肌肉量是动物生产中重要的经济性状之一。肌肉生长发育是一个复杂的过程,受到多种转录因子、表观遗传等调控,因此解析肌肉生长发育的调控网络具有重要的理论和应用价值。长非编码RNA是一类转录本长度超过200 nt、没有蛋白编码能力的RNA,在多种生物学过程中具有重要     

骨骼肌肌纤维形成机制的研究进展

骨骼肌是动物躯体最重要的组成部分,占到产肉动物躯体的40%,肌纤维作为骨骼肌组织的主要成分,其类型的差异是影响产肉动物肌肉品质的重要因素之一。因此,骨骼肌的生长发育与产肉动物肉的产量有着密切的联系,而其生理生化特性的差异也将会直接影响到产肉动物屠宰之后肉品的质量。一般而言,动物骨骼肌肌纤维数目在胚胎发育期间基本上就已固定,出生之后,由于肌纤维的肥大,动物躯体肌肉块才表现出增大增粗。另外,动物肌肉块在生长发育过程中,其肌纤维组成类型并不是完全固定的,它们会随着骨骼肌对代谢与功能需求的改变而发生转变。骨骼肌的生长发育,以及骨骼肌肌纤维类型的发生与发展是一个非常复杂的生物学过程,受到许多信号通路与因子的调控。随着分子生物学技术的飞速发展,各种先进技术相继被应用于生物学现象的研究中,利用这些分子生物学技术很好的阐明了许多复杂生物学现象形成的分子机制。目前,骨骼肌生长发育的分子遗传调控机制取得了长足的进展,许多与骨骼肌形成发育相关的关键因子已被鉴定出来。然而,在早期研究中,人们对于骨骼肌肌纤维的研究主要集中在类型的鉴定,以及不同肌纤维类型生理生化特性的分析,对于骨骼肌肌纤维形成的具体分子遗传调控机制的研究相对较少。近年来,随着研究的不断深入,骨骼肌肌纤维形成的分子遗传调控机制也取得了突破性的进展。因此,有必要进一步对骨骼肌肌纤维类型的特性,骨骼肌肌纤维类型形成的分子机制,以及肌纤维类型与肌肉品质的关系进行全面的综述。本文首先对肌纤维的类型、特性进行了综述;进一步分别对慢型肌纤维与快型肌纤维形成的分子调控机制的研究进展进行了回顾;最后对肌纤维类型与肉品质的关系进行了讨论。总之,本综述的撰写将有助于对骨骼肌肌纤维类型形成的遗传机制的进一步了解,为将来进一步的深入研究肌纤维形成的分子机制提供参考;同时也将有助于揭示肌肉品质形成的分子遗传调控机制,为利用分子生物学技术培育高品质新品种或新品系产肉动物提供分子理论依据。     

表观遗传因素对哺乳动物胚胎发育的影响

哺乳动物核移植技术作为发育生物学的重要研究方法,在农业、医药、动物保护等方面具有巨大潜力.核移植的低成功率一直是其发展的瓶颈,而体细胞核在卵母细胞中的重编程效率低下是造成该瓶颈的重要诱因.DNA甲基化作为支配基因正常表达的表观遗传修饰方式,是调节基因组功能的重要手段,在胚胎正常发育过程中具有显著调节基因组功能的作用.本研究论述了DNA甲基化、基因印记、microRNA、X染色体失活等因素对哺乳动物胚胎发育中基因调控的影响.     

甲基转移酶dSet1调控果蝇生殖细胞发育

[目的]探究表观遗传调控在细胞增殖和分化过程中的调控作用。[方法]雌性果蝇幼虫性腺的发育涉及到原始生殖细胞(PGC)增殖及分化,为细胞生物学研究提供了绝佳的在体研究模型。利用UAS-Gal4二元表达系统和果蝇组蛋白H3K4甲基转移酶dSet1-RNAi果蝇品系,分别降低果蝇性腺中生殖细胞谱系和体细胞谱系中dSet1表达量,研究表观遗传调控因子dSet1在细胞增殖和分化中的功能。[结果]本研究发现组蛋白H3K4甲基转移酶dSet1参与调控雌性果蝇幼虫PGC有序分化的证据,dSet1表达量下调的三龄期幼虫雌性果蝇,PGC的分化被提前开启。不仅如此,特异性将果蝇性腺体细胞谱系中dSet1下调可致PGC增殖异常,该基因型的果蝇性腺中包含更多的PGC。[结论]本研究的结果证明,表观遗传调控因子dSet1参与调控雌性果蝇幼虫性腺发育,以细胞自治性与非自治两种方式调控原始生殖细胞的有序分化,不仅如此,性腺体细胞谱系中的dSet1参与调控原始生殖细胞增殖。     

肌肉发育相关LncRNA的研究进展

生长发育性状是受遗传和环境因素共同作用和/或相互作用的复杂性状,尽管利用全基因组关联研究可分析基因组上全部基因,筛选出与某类性状关联的SNP,但很难综合评价某个基因对其确切的作用。寻找与生长发育相关的精准基因是育种研究的目标之一。长链非编码RNA(long noncoding RNA,LncRNA)在细胞增殖分化、个体发育、信号转导、干细胞维持、代谢等几乎所有重要生命活动中发挥关键的调控作用,在表观遗传水平、转录水平及转录后水平等方面具有控制基因表达的作用,与多种重大疾病的发生密切相关。LncRNA是一类长度大于200个nt,且不表现出蛋白质编码潜能的RNAs,通过多种机制发挥生物学功能,参与染色质修饰、X染色体沉默以及基因组印记、转录干扰、转录激活、核内运输等多种重要调控过程,涉及表观遗传调控、转录调控及转录后调控等多个层面。深入探讨LncRNA调控生肌因子进而调节肌肉发育分化的新路径,阐释哺乳动物生肌分子时间,寻找肌肉组织中与生长发育相关的新LncRNA分子,深入研究与生长发育密切相关的LncRNA分子及其靶基因的生物学功能,阐明 LncRNA 在肌肉生长发育的调控机制,是肌肉发育遗传育种的主要研究内容。本文就LncRNA在哺乳动物肌肉生长发育、细胞生长、分化、增殖中的作用进行综述。     

鸽骨骼肌卫星细胞的分离、培养及成肌特性

【目的】探讨白羽王鸽Columba livia骨骼肌卫星细胞的分离、培养和鉴定的方法,建立完整的家鸽骨骼肌卫星细胞的培养体系。【方法】选择孵化16 d的鸽胚作为试验材料,采用组织块贴壁法和胶原酶消化法分离胸肌的骨骼肌卫星细胞并绘制其生长曲线。待卫星细胞分化出肌管后,采用免疫荧光法检测肌球蛋白重链(MyHC)的表达;在细胞分化出肌管前、后分别提取总RNA,采用RT-qPCR方法检测Desmin、Pax7、MyoG和MyoD1基因在细胞分化出肌管前、后的相对表达量。【结果】组织块贴壁法和胶原酶法均能成功地分离出骨骼肌卫星细胞,其生长曲线呈"S"型;该细胞经含体积分数为20%FBS的DMEM高糖培养液培养7 d后视野中出现大量明显可见的肌管,成肌特异性标志MyHC表达呈阳性。RT-qPCR结果表明,Desmin和MyoG基因分化后的相对表达量分别是分化前的5.68和10.38倍,而Pax7和MyoD1基因分化前的相对表达量分别是分化后的7.01和5.51倍。【结论】建立了鸽骨骼肌卫星细胞的培养体系,为今后进行家鸽肌肉发育的研究提供细胞模型。     

水产养殖环境胁迫对鱼类表观遗传的影响研究进展

表观遗传学是研究基因核苷酸序列不发生改变的情况下,基因表达的可遗传的变化的一门遗传学分支学科。表观遗传的现象较多,已有DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑、非编码RNA调控、基因组印记、基因沉默、母体效应、核仁显性、休眠转座子激活等。在集约化的水产养殖模式中,养殖密度提高,投喂过量等均会产生刺激鱼类生长的环境因素。已有文献报道,环境胁迫因素刺激可影响鱼类表观遗传修饰,但并未涉及遗传信息的变化,所以在一定范围内可以解释为表型变化。本研究围绕环境胁迫因素对鱼类表观遗传产生的影响进行了综述,为进一步阐释环境因素与基因互作关系提供了参考。     

DNA甲基化作用的生物学功能

DNA甲基化作为DNA序列的修饰方式,是一种重要的表观遗传机制,能够在不改变DNA分子一级结构的情况下调节基因组的功能,在生命活动中起着重要的作用。其功能主要可归结为以下4个方面：维持基因组遗传物质的稳定性,调控基因的表达,建立表观遗传模式以及参与细胞及胚胎的形态建成。     

小鼠原始生殖细胞迁移过程中H2A.Z的表达

小鼠原始生殖细胞(PGCs)迁移、增殖、性别分化都受着基因组和DNA表观遗传修饰的调控,H2A.Z与转录激活有关,可能与表观遗传修饰存在联系,通过PGCs单细胞及组织石蜡切片的免疫荧光方法进行研究。结果表明,PGCs在迁移过程中,8.5 dpc时PGCs中不存在H2A.Z;迁移至生殖嵴时H2A.Z主要集中于细胞核,11.5dpc整个PGCs细胞核和细胞质都存在;13.5 dpc雌性的卵母细胞中H2A.Z主要集中于细胞质,而精原细胞中H2A.Z偏向集中于细胞核。综合基因组和DNA表观遗传修饰分析,H2A.Z的表达与其有密不可分的联系。     

拟南芥开花过程的转录后调控研究进展

从营养生长向生殖生长的转换是植物生命周期中最重要的事件之一,是植物繁衍后代的重要保证。为适应复杂的环境条件和自身的发育需求,开花基因在转录激活/抑制、转录后、翻译及翻译后等多个水平上被调控,其中染色质重构、组蛋白修饰等表观遗传调节是拟南芥春化途径和自主途径的主要调节方式。最近的研究结果表明,选择性剪接、小RNA和长非编码RNA等多种转录后水平方式的调节在拟南芥开花基因调节中发挥重要作用。本文就目前有关拟南芥开花基因转录后调控方式研究进展进行综述,以期为今后进一步完善开花时间调控网络提供参考。     

小鼠原始生殖细胞迁移过程中H2A.Z的表达

小鼠原始生殖细胞(PGCs)迁移、增殖、性别分化都受着基因组和DNA表观遗传修饰的调控,H2A.Z与转录激活有关,可能与表观遗传修饰存在联系,通过PGCs单细胞及组织石蜡切片的免疫荧光方法进行研究。结果表明,PGCs在迁移过程中,8.5 dpc时PGCs中不存在H2A.Z;迁移至生殖嵴时H2A.Z主要集中于细胞核,11.5dpc整个PGCs细胞核和细胞质都存在;13.5 dpc雌性的卵母细胞中H2A.Z主要集中于细胞质,而精原细胞中H2A.Z偏向集中于细胞核。综合基因组和DNA表观遗传修饰分析,H2A.Z的表达与其有密不可分的联系。