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石德順研究員團隊揭示水牛肌肉發育遺傳機制取得新進展
 


近日,Molecular Therapy-Nucleic AcidsIF=8.886Top 10%在線發表廣西大學動物科技學院石德順研究員團隊完成的題爲“Circular RNA circMYBPC1 promotes skeletal muscle differentiation by targeting MyHC”研究論文(全文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.omtn.2021.03.004)。系統介紹了團隊在水牛肌肉發育機制方面的取得的重要研究進展,具體研究如下:

水牛具有適應性強、抗病力強、耐粗飼等特點,特別適合我國南方亞熱帶地區飼養。根據聯合國糧農組織(FAO)統計,2020 年全世界存養水牛約2.3 億頭,全球有20 億人依靠家養水牛所提供的奶肉産品和役力而生活,水牛被FAO 譽爲“最具開發潛能”和“養活世界人口最多的大家畜”。我國是世界上第三大水牛養殖國,南方18 省共存欄2744 萬頭,約占全國牛總存欄數的20%。隨著我國農業機械化程度的快速提高,水牛的役用價值逐漸減小,如何開發利用這一龐大的畜種資源,形成獨具特色的肉牛業,是國家面臨的一個重要課題。因此,充分開發水牛肉用性能,進一步增加牛肉産量,提高牛肉品質,已成爲當前水牛育種的重要任務之一。

探究circRNAmiRNA調控肌肉發育的作用機制是當前肉牛繁育的研究熱點。本團隊首次以廣西本地沼澤型水牛爲研究對象,以不同發育時期的水牛肌肉樣本爲研究對象,采用RNA-Seq技術對其進行circRNA測序,發現新非編碼RNA-circRNA0007120在成年時期肌肉中高表達,該circRNA全長398 nt,采用RNA-FISH技術發現主要定位于成肌細胞細胞質,在發育過程中隨著分化逐漸高表達。提示該轉錄本可能與成肌細胞分化有關,該circRNA來源于肌凝蛋白結合蛋白基因MYBPC1, 因此將其命名爲circMYBPC1, 进一步通过RIPRNA pull down等技術探索circMYBPC1miRNAmRNARBP(RNA Binding Protein)形成機制及功能驗證,結果表明:circMYBPC1可以通過吸附miR-23a,減弱miR-23aMyHC基因表達的抑制作用,circMYBPC1可以結合MyHC蛋白,進而增強水牛成肌細胞分化作用;最終小鼠肌損傷實驗表明,circMYBPC1還可能促進肌再生機制的發生,最終提出circMYBPC1調控水牛肌肉發育的調控分子機制模型。

该研究工作以广西大学动物科技学院为第一单位。广西大学石德顺研究員和李辉助理教授为本文的共同通讯作者,2020級博士生陳孟傑爲本文第一作者。項目得到廣西科技重大專項批准號AA17204051);國家自然科學基金資助項目批准號31802043)廣西研究生教育創新項目YCSW2019027 YCSW2019028的資助。

石德顺研究員团队一直从事水牛功能基因组與转录组的研究,不仅在测序数据的分析方面积累了丰富的经验,而且在基因功能研究方面建立了一套研究方法,目前已建立了調控牛肌肉發育的非編碼RNA,爲我國水牛精准肉用選育提供新的分子靶標。近幾年,李輝博士專注于水牛三維基因組學研究,探索非編碼DNA调控元件對水牛基因转录调控的影响,鉴定并解析了一批影响水牛肌肉发育的调控元件和非编码RNA,同時構建水牛肌肉三維基因轉錄的精確調控網絡,系統揭示水牛肉質發育機理。

 

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