mRNA和miRNA调控动物肌肉生长发育及其在绵羊中的研究进展

mRNA和miRNA对动物肌肉生长发育具有重要的调控作用。肌肉的生长发育是动物生命过程中的重要阶段,直接影响动物的肉用性能。近年来,越来越多的mRNA和miRNA被鉴定和验证,它们参与动物肌肉的形成、肌肉细胞增殖分化等过程并在其中发挥重要的调控作用。本文综述了动物肌肉形成机制、mRNA和miRNA在动物肌肉生长发育过程中所发挥的作用及其在绵羊中的研究进展,旨在为今后肉用绵羊培育提供参考。     

动物肌肉生长发育相关microRNAs的表达模式和调控机制

microRNAs(miRNA)是生物体内自然存在的一种非编码小RNA,能够靶向调控众多基因的表达,进而参与多种生命活动的调节。动物肌肉组织的生长发育是一个复杂的过程,受到诸多调控因子的精密控制。本文综述了miRNA特别是一些肌特异性miRNA在动物肌肉生长发育过程中的表达模式和调控机制。     

牦牛不同年龄肌肉组织microRNA表达谱及生物信息学分析

旨在挖掘牦牛不同年龄肌肉组织中miRNA表达谱,分析其生物学特征,以探索其在牦牛肌肉发育过程中的调节模式。本研究构建0.5、2.5、4.5和7.5岁肌肉组织的4个小RNA文库,利用Solexa技术进行测序,用生物信息学方法和RT-qPCR技术对测序结果进行分析和验证。结果,获得各miRNAs分别在4个年龄段肌肉组织中的表达量,在7.5岁肌肉组织中发现58个共同与0.5、2.5、4.5岁差异表达的miRNAs,其中53个miRNAs在7.5岁肌肉组织中显著下调,5个显著上调。运用R语言进行GO富集和KEGG信号通路分析,58个miRNAs可能通过PI3K-Akt、MAPK、Ras和肌动蛋白细胞骨架调节通路(regulation of actin cytoskeleton)参与调节牦牛肌肉细胞的增殖与分化,且PI3K-Akt、MAPK、Ras 3个信号通路共同靶向53个靶基因,说明3个信号通路相互关联。随机选择8个miRNAs进行RT-qPCR验证,结果表明其中7个miRNAs的表达趋势与测序结果一致。结果表明,牦牛肌肉发育可能受到多种miRNA的调控并涉及多个信号通路,有助于构建肌肉组织中miRNA的调控网络,为进一步研究miRNA调控哺乳动物肌肉发育奠定了理论基础。     

miRNA调控鹿茸生长发育的研究进展

鹿茸是雄性鹿科动物(除驯鹿外)特有的能够周期性再生的器官,其生长发育受到多种因素的共同调控。miRNA(microRNA)是一类在真核生物中发现的内源性的具有调控功能的非编码RNA,在基因表达调控、细胞周期、生物体发育等方面发挥着重要的调控作用。本文从miRNA的相关技术、鹿茸组织中miRNA的鉴定、miRNA对生长因子的调控作用、miRNA对鹿茸细胞增殖的作用以及miRNA对鹿茸再生调控的研究几个方面就现有miRNA对鹿茸生长发育的研究进行总结和展望,为今后鹿茸生长发育机理的诠释具有一定的意义。     

miRNA调控垂体激素基因表达及合成分泌的研究进展

垂体是动物体内重要的内分泌器官，其分泌的各类激素在动物生命过程中发挥关键作用。miRNA是一类广泛存在的非编码小分子RNA，可通过作用于靶基因进而调控机体功能，几乎参与动物体内所有的生物学过程。如今越来越多的研究表明miRNA参与调控垂体发育及垂体激素的合成和分泌。本文主要就miRNA在垂体激素合成和分泌上的调控作用及其靶基因展开综述，为深入研究miRNA在动物垂体上的功能以及改善家畜生长、繁殖和泌乳性能提供参考。     

MYH3基因在动物肌肉发育、能量代谢及生产性能中的研究进展

肌球蛋白重链3（myosin heavy chain 3,MYH3）基因编码胚胎型肌球蛋白重链蛋白,控制肌肉的牵引滑动。MYH3基因是肌肉分化的重要标志基因,能够调控肌肉发育及能量代谢,在动物整个肌肉发育过程中均发挥重要作用。MYH3基因在不同物种间高度保守,且在动物体内多组织中均有表达,在胚胎期肌肉组织和肌肉再生过程中表达量较高。它受转录因子、microRNA、lncRNA及环境营养因子等多种因素影响,也可调控其他基因的功能。MYH3基因突变可以改变TGF-β信号通路和MAPK信号通路相关蛋白的磷酸化水平;影响ATP酶活性,使ATP水解时间延长,延长横桥周期;影响肌肉的能量代谢,最终引发肌肉能量代谢疾病。MYH3基因拷贝数变化、突变或表达量变化与动物的体尺、胴体重、屠宰重、生长性能具有显著的相关性。MYH3基因在大理石花纹高、肌内脂肪高的肌肉组织中表达量高,被认为是影响动物肌肉嫩度、剪切力和肉色红度的重要候选基因。MYH3基因的高表达与骨骼肌中氧化Ⅰ型肌纤维的含量、肌纤维直径和慢肌纤维含量有关。作者介绍了MYH3基因的基本结构特点,指出了其与肌肉组织发育及相关影响因子之间的调控作用,阐述了MYH3基因与动物肌肉能量代谢、生长性能和肉品质之间的关系,为进一步研究MYH3基因与肌肉发育调控和肉质性能改良提供参考。     

IGF2基因表达调控及其遗传变异在动物生长发育中的研究进展

胰岛素样生长因子2(insulin-like growth factor 2,IGF2)作为胰岛素类激素家族中重要成员之一,广泛参与机体众多生理代谢过程,在癌症发生、神经调节、糖代谢疾病、骨质疏松、肌肉发育和脂肪沉积等方面具有重要的作用,其功能行使主要通过与受体IGF1R和IGF2R结合或与胰岛素样生长因子结合蛋白IGFBPs和IGF2BPs竞争性结合发挥功能。鉴于IGF2基因在肌肉发育和脂肪沉积中的重要作用,发掘IGF2基因相关分子标记并解析其内在调控机理,在畜牧生产中具有重要的意义。研究发现,众多IGF2基因遗传变异与动物的生长发育之间存在显著相关关系,其可能通过影响IGF2基因印记、甲基化状态、转录因子结合或miRNA靶向结合型转录后调控等方式发挥作用。因此,文章综述了IGF2基因表达调控模式,包括IGF2与其受体的调控关系,基因印记与miRNA参与的表观遗传调控,转录因子对其的调节作用,遗传变异等方面的内容,以期为IGF2基因在动物生长发育调控相关研究中提供相应的借鉴,为分子育种提供有效线索。     

猪miRNA的研究进展

微小RNA(miRNA)是一类长度为18~24 nt的非编码RNA,以序列特异性方式调控着基因表达。猪作为重要的肉品动物,其各方面的基因调控已日益引起人们关注,其中小RNA因在动物生长过程中起着重要的调节作用而在近年来逐渐成为研究的热潮。目前已报道的猪miRNA仅有78个。作者对已报道的猪miRNA的研究进展特别是与肌肉和脂肪相关的miRNA进行了综述。     

microRNA调控动物皮下脂肪组织和肌内脂肪沉积的研究进展

脂肪组织是动物机体重要的能量代谢及内分泌器官,选择性的脂肪沉积对动物肉类的感官品质、风味性和加工特性具有至关重要的作用,因此动物不同部位脂肪沉积的特异性调控因子及其作用分子机理备受研究者的关注。microRNA（miRNA）是一类长度为22 nt左右的非编码小RNA,近年来采用组学技术对具有表型差异的脂肪组织和脂肪细胞进行高通量测序,筛选发现了许多差异表达的miRNAs,这些miRNAs可通过与靶基因mRNA相结合发挥生物学功能,对不同部位脂肪沉积调控具有重要作用。鉴于此,本文将从miRNA在动物皮下脂肪组织和肌内脂肪的调控作用等方面进行综述,为后续研究miRNA调控动物脂肪组织沉积的作用及机制提供理论参考和新的思路。     

miRNA与肌肉发育

miRNA是近来数量不断增长的RNA家族中一类对生命活动起重要调控作用的小非编码RNA.本文在对miRNA的生物学特性和表达调控机制回顾的基础上,综述了肌源miRNA的研究进展,最后提出了关于家畜骨骼肌miRNA研究的某些展望.     

IGF2基因表达调控及其遗传变异在动物生长发育中的研究进展

胰岛素样生长因子2（insulin-like growth factor 2，IGF2）作为胰岛素类激素家族中重要成员之一，广泛参与机体众多生理代谢过程，在癌症发生、神经调节、糖代谢疾病、骨质疏松、肌肉发育和脂肪沉积等方面具有重要的作用，其功能行使主要通过与受体IGF1R和IGF2R结合或与胰岛素样生长因子结合蛋白IGFBPs和IGF2BPs竞争性结合发挥功能。鉴于IGF2基因在肌肉发育和脂肪沉积中的重要作用，发掘IGF2基因相关分子标记并解析其内在调控机理，在畜牧生产中具有重要的意义。研究发现，众多IGF2基因遗传变异与动物的生长发育之间存在显著相关关系，其可能通过影响IGF2基因印记、甲基化状态、转录因子结合或miRNA靶向结合型转录后调控等方式发挥作用。因此，文章综述了IGF2基因表达调控模式，包括IGF2与其受体的调控关系，基因印记与miRNA参与的表观遗传调控，转录因子对其的调节作用，遗传变异等方面的内容，以期为IGF2基因在动物生长发育调控相关研究中提供相应的借鉴，为分子育种提供有效线索。     

miRNA在猪主要经济性状调控中的研究进展

microRNA（miRNA）是一类广泛存在于真核生物中的内源性单链非编码小RNA分子,长度为21~22 nt,以特异的序列互补结合方式调控基因的表达。在经典的miRNA作用机制中,miRNA通常与靶基因3'UTR种子区序列完全或不完全互补配对,从而在转录后水平调控靶基因的表达。越来越多的报道证实,miRNA还可与靶基因5'UTR区、编码区及启动子区结合,进而参与复杂的基因调控过程。随着高通量测序技术和分子生物学实验技术的发展,大量miRNA被鉴定,其参与调控的生物学机制也被逐渐揭示。大量研究表明,miRNA能够参与动物生殖、生长发育、新陈代谢和疾病调控等生物学过程,对维持正常的生命活动具有重要意义。在猪的遗传改良工作中,对主要经济性状（繁殖、生长发育、胴体肉品质、抗病等）进行改良,选育优良品种,是未来养殖业发展的必然趋势。作者就miRNA生成和作用机制及近年来在猪生殖调控、肌肉发育、脂肪沉积和抵抗疾病感染等方面的研究进行综述,为系统了解miRNA在猪重要经济性状调控中的应用提供参考,并为深入开展相关遗传育种研究工作提供依据。     

MicroRNA在家养畜禽脂肪沉积调控中的研究进展

动物脂肪组织主要负责能量的储存和代谢,也是重要的内分泌器官,参与机体生理功能的调控。在家养动物中,脂肪沉积对动物的生长性能、繁殖性能均有直接或间接的影响,同时是影响肌肉品质的主要因素之一。因此,研究动物体内脂肪组织发育和脂肪沉积不仅有助于对人类医疗保健的进一步认知,也对畜牧业发展很重要。而MicroRNA(miRNA)是一类短链非编码小RNA分子,长度18～25 nt,广泛存在于动植物中,可以作为调控脂肪沉积的一种方式。研究表明,miRNA能够参与动物生殖、生长发育、新陈代谢和疾病发生等生物学过程,对维持正常的生命活动具有重要意义。本文重点综述了miRNA在脂肪正常发育、异位增生以及在家养畜禽脂肪沉积中的作用,以期为相关研究提供参考。     

调控动物性状相关长链非编码RNA的研究进展

长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是基因转录过程中产生的一类长度大于200个核苷酸(nt)的非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)。lncRNA的表达水平通常低于mRNA,且无高度保守序列,缺少开放阅读框,但它们具有更强的组织特异性表达模式。lncRNA可以通过与DNA、RNA(mRNA,miRNA,环状RNA)和蛋白质进行相互作用来发挥其功能,因此可作为信号分子、诱导物等来调节复杂的基因表达网络。作为一种新的调节分子,lncRNA正在成为基因表达调控中新的重要参与者,且近年研究表明,其与家畜动物性状调控密切相连。本文对lncRNA在动物肌肉生长分化、脂肪沉积、毛囊发育和繁殖方面进行了综述,旨在为lncRNA在家畜遗传育种上的应用提供依据。     

动物机体中肌肉生长抑制素基因的研究进展

肌纤维作为构成肌肉组织的基本单位,其生成在分子水平上受到肌细胞生成素等基因的精确调控,其中肌肉生成抑制素（Myostain,MSTN）负向调控肌肉生长,对肌肉细胞的分化生长起负向调节作用。本文主要就MSTN基因的表达、生物学功能、作用机制、在动物中的最新研究进展以及发展前景进行综述。     

microRNA与胎盘发育关系的研究进展

microRNA (miRNA)是一类大小约22 nt的内源性非编码RNA,它们通过剪切靶基因的转录产物或抑制靶基因转录产物的翻译,在转录后起到调控靶基因表达的作用。大量研究结果表明,动物体内的miRNA参与了胚胎的早期发育、脑和神经发育、心脏发育、肌肉及骨骼发育等动物发育的各个方面。已有证据表明,一些miRNA在胎盘中特异表达,在胎盘的正常发育过程中起到了重要作用。作者对参与胎盘发育的miRNAs进行了综述。     

lncRNA作为竞争性内源分子的作用机制及研究进展

竞争性内源RNA （competing endogenous RNA,ceRNA）假说提出具有相同短序列非编码微小（microRNA,miRNA）应答元件（microRNA response element,MRE）的转录物通过竞争的方式结合miRNA,从而影响转录物的表达水平。ceRNA假说颠覆了miRNA与靶基因单向调控的传统观念,在RNA调控网络中具有重要的生物学意义。在众多转录物中,长链非编码RNA （long non-coding RNA,lncRNA）是一类序列长度超过200个核苷酸的非编码RNA,对lncRNA的研究涉及到遗传、分子生物、基因调控、疾病（癌症、神经系统疾病等）等领域。miRNA与lncRNA形成了一个相互作用的调控网络,lncRNA可作为ceRNA抑制miRNA的功能,从而影响后续基因的表达。近年来,随着生物信息学技术的发展,科研人员发现ceRNA作用机制不仅涉及到人类癌症疾病,而且在各种复杂动物的肌细胞分化、脂肪细胞分化和颗粒细胞凋亡等生物过程中也发挥重要的调控作用。作者追溯了ceRNA调控机制,分析了ceRNA网络调控的影响因素,综述了ceRNA在不同动物中调控miRNA的研究进展,为进一步研究lncRNA与miRNA的调控网络提供参考,为畜牧业发展及复杂动物疾病治疗提供新的思路。     

非编码RNA在胚胎发育过程中的作用

胚胎发育是一个复杂的过程,其发生受到了很多转录调控因子的调控。随着高通量深度测序技术的发展,研究发现非编码RNA(ncRNA)对动物胚胎发育、X染色体失活、性别调控、脑部发育都具有十分重要的调控作用。其中,miRNA主要通过与其靶向mRNA的3′UTR结合参与调控胚胎发育的相关基因;lncRNA通过转录干扰或是修饰染色质来调控相关基因从而介导哺乳动物X染色体失活和昆虫W染色体的剂量补偿;piRNA通过沉默转座子来维持生殖细胞DNA完整性,并参与生殖细胞形成及家蚕性别调控;circRNA可以作为miRNA的海绵调控动物脑部的发育。本文拟从miRNA、lncRNA、piRNA、circRNA等ncRNA角度阐述其在胚胎发育过程中的研究进展,为进一步研究ncRNA参与调控动物胚胎发育过程的作用机制提供参考。     

microRNA与猪肌肉发育

MicroRNAs(miRNAs)是一类内源性的具有调控功能的非编码RNA,成熟的miRNAs可通过与靶基因的3′UTR结合,从而发挥对靶向基因负调控作用。目前,研究人员已经证明miRNA在机体的生长、发育、繁殖、分化和凋亡等生理过程中发挥重要的作用。猪肌肉发育的相关研究备受关注,猪肌肉的发育与其他动物一样,受众多基因的调控,这些基因的表达和翻译同时受miRNAs的调控。本文对miRNAs与猪肌肉发育的相关性进行了系统的分析,提出miRNAs在猪生产中的研究和应用的某些展望。     

五指山猪肌肉和脂肪组织miRNA的鉴定与分析

为了鉴定和分析五指山猪不同部位肌肉和脂肪组织中差异表达的微小RNA (miRNA),采用高通量测序和生物信息学方法对五指山猪肌肉和脂肪组织中的miRNA进行分析筛选,运用DESeq分别鉴定背最长肌和半腱肌、背部和腹部皮下脂肪组织间差异表达的miRNA,并对miRNA进行靶基因预测分析。结果:在五指山猪肌肉组织中共鉴定出344个miRNA,其中已知miRNA 256个、新预测miRNA 88个,肌肉组织中预测到靶基因9 712个;在五指山猪皮下脂肪组织中共鉴定出447个miRNA,其中已知miRNA 279个、新预测miRNA 168个,脂肪组织中预测到靶基因11 510个;五指山猪背最长肌与半腱肌间存在41个差异表达的miRNA,腹部皮下脂肪与背部皮下脂肪间存在83个差异表达的miRNA。本试验为进一步研究miRNA调控猪骨骼肌和皮下脂肪发育的分子机制提供科学依据。