农科院破译环状RNA调控猪产肉性状分子机制

来源:中国农业科学院北京畜牧兽医研究所

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      近日,中国农业科学院北京畜牧兽医研究所“猪基因工程与种质创新团队”和农业基因组研究所“猪基因组设计育种创新团队”合作,历时3年,开发出环状RNA研究平台,绘制猪环状RNA时空图谱,破译环状RNA对猪产肉性状形成调控机制,并构建首个农业动物的环状RNA数据库。该成果最近发表在国际基因组领域知名刊物《DNA research》。唐中林研究员为该文共同通讯作者,梁国明博士后为第一作者。

      我国是世界上最大的生猪养殖和猪肉消费国,猪产肉性状的改良一直是猪育种界最重要的研究课题之一。猪产肉性状形成分子机制极其复杂,受miRNA、lncRNA和circRNA等多种RNA分子及其多维网络互作调控。circRNA是区别于传统线性RNA的一类新型RNA分子,具有闭合环状结构,在许多生物学过程发挥重要调控作用。

      研究者从猪脂肪、心肌和肝等9种不同组织以及三个发育阶段的骨骼肌中,系统鉴定5934个环状RNA,分子特征分析表明猪环状RNA表达具有高度的时空特异性,与小鼠和人等物种具有较强的保守性;30%以上的环状RNA作为miRNA的sponges对基因表达发挥重要调控作用;发现数百条骨骼肌中特异性丰富表达以及产肉性状相关环状RNA分子。进一步的功能分析表明:在出生后0-30天,circRNA主要调控骨骼肌的生长发育和肌纤维类型转换;30-240天时,circRNA主要调控骨骼肌糖代谢和钙离子信号。最后,研究人员构建了circRNA-miRNA-mRNA多维调控网络和环状RNA数据库。据悉,这是农业动物首张环状RNA的时空图谱和首个数据库。

      唐中林解释说:猪是最重要的农业动物之一,也是大型生物医学模式生物。该研究不仅为猪的分子育种和生物医学利用在环状RNA领域打开了大门,也为从事环状RNA功能和进化等研究的科技工作者提供了丰富的基因资源。

      相关研究得到国家自然科学基金和中国农科院科技创新工程资助。


    (审核编辑: 王菲)

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