Myostatin基因突变提高牛肌肉抗氧化能力的机制研究
发布时间：2022-01-24 20:47
肌肉生长抑制素（Myostatin,Mstn）影响肌肉生长与发育,并且能够通过PI3k-AKT、AMPK等多条信号通路调节肌肉葡萄糖代谢。本研究以13月龄鲁西黄牛比目鱼肌为材料,分析了MT牛与对照牛比目鱼肌转录组,检测了MT牛与对照牛比目鱼肌的葡萄糖代谢、抗氧化体系和活性氧,并探讨了可能的抗氧化调控机制。结果表明,（1）MSTN突变导致比目鱼肌转录组显著变化;（2）MSTN突变影响比目鱼肌葡萄糖代谢,增强磷酸戊糖途径,G6PD水平升高,产生更多的NADPH;（3）MSTN突变能够使比目鱼肌产生更多还原性谷胱甘肽,减弱活性氧对肌肉的损伤,提高了比目鱼肌抗氧化能力;（4）MSTN突变下调Smad通路,上调AMPK信号通路;（5）AMPK可以促进G6PD的磷酸化,从而提升磷酸戊糖途径的效率。上述结果表明,与对照组牛相比,MT牛比目鱼肌的葡萄糖代谢发生显著变化,磷酸戊糖途径增强,导致肌肉的抗氧化能力增强,产生这种变化的机制可能是MSTN的突变增强了AMPK的活性,从而促进磷酸戊糖途径关键限速酶G6PD的磷酸化。
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Myostatin蛋白从翻译到成熟肽的两个过程（引自Huangetal.2011）[13]
内蒙古大学硕士学位论文232结果2.1Myostatin编辑牛鉴定与表型分析MT牛血浆中MSTN蛋白含量为（22.11±1.09ng/ml），明显低于对照牛（38.92±3.48ng/ml）（图2.1A）。与对照组相比，MT牛的比目鱼肌质量显著增加（图2.1B）。Westernblot结果显示，MT牛MSTN蛋白前肽与成熟肽都显著低于对照牛（图2.1C）。图2.1MSTN蛋白含量。A：血浆中的MSTN蛋白；B：比目鱼肌的形态学观察；C：MSTN蛋白在比目鱼肌中的表达。WT:野生牛；MT：MSTN基因编辑牛FIG2.1MSTNproteincontent.A:MSTNproteininplasmaB:morphologicobservationofsoleusmuscleC:MSTNproteinexpressioninsoleusmuscle.WT:wild-typecattle;MT:Myostatingenemutationcattle2.2比目鱼肌肉转录组测序取4头MT牛，3头WT牛比目鱼肌进行转录组测序。结果表明，MT牛与WT牛之间存在显著性差异（图2.2A,B），共鉴定出342个差异表达基因，其中在MT牛肌肉中下调312个，上调30个（图2.2C）。KEGG功能富集分析所有差异表达基因，共富集38条通路（图2.2D）。上调基因主要包括PPAR信号通路、AMPK信号通路、胰岛素信号通路、脂肪酸代谢、FoxO信号通路（图2.2E）。下调基因主要包糖异生、碳代谢、核糖体、果糖和甘露糖代谢（图2.2F）。下调的基因主要与代谢有关，尤其是葡萄糖代谢，上调的基因主要与信号调节途径有关。
Myostatin基因突变提高牛肌肉抗氧化能力的机制研究24图2.2MT牛和WT牛肌肉的转录组分析。A:总基因的聚类分析；B:主成分分析；C:差异基因的聚类分析；所有差异基因的KEGG富集分析；E:下调基因的KEGG富集分析；F:上调基因的KEGG富集分析FIG2.2TranscriptomeanalysesofbothMTandWTcattlemuscles.A:Theclusteranalysisoftotalgenes;B:Principalcomponentanalysis;C:Theclusteranalysisofdifferentialgenes;D:TheKEGGenrichmentanalysisofalldifferentialgenes;E:TheKEGGenrichmentanalysisofdown-regulatedgenes;F:TheKEGGenrichmentanalysisofup-regulatedgenes
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄牛Myostatin基因编辑研究[J]. 李光鹏,白春玲,魏著英,苏广华,武云喜,韩立东,杨磊,刘雪霏,赵跃芳,宋恩亮,成海建,王洪,张立. 内蒙古大学学报(自然科学版). 2020(01)
[2]牛肌肉生长抑制素基因突变的遗传效应与育种应用[J]. 魏著英,白春玲,李光鹏. 生物技术进展. 2018(03)
[3]杂交F1代myostatin基因编辑肉牛的肉质特性分析[J]. 王鑫,高广琦,魏著英,白春玲,佟彬,韩红燕,张立,李光鹏. 中国牛业科学. 2018(03)
[4]反义RNA干扰MSTN对牛肌肉卫星细胞脂肪生成相关基因的影响[J]. 高丽,胡思敏,谷明娟,王丽荣,扈廷茂,李光鹏. 农业生物技术学报. 2016(12)
[5]肌肉生长抑制素基因在哺乳动物中的最新研究进展[J]. 高丽,谌颜,扈廷茂,李光鹏. 生物技术进展. 2014(06)
[6]MSTN与骨骼肌生长发育[J]. 姬云涛,陆娟,刘生杰,屈长青. 中国组织化学与细胞化学杂志. 2010(06)
本文编号：3607273
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Myostatin蛋白从翻译到成熟肽的两个过程（引自Huangetal.2011）[13]
内蒙古大学硕士学位论文232结果2.1Myostatin编辑牛鉴定与表型分析MT牛血浆中MSTN蛋白含量为（22.11±1.09ng/ml），明显低于对照牛（38.92±3.48ng/ml）（图2.1A）。与对照组相比，MT牛的比目鱼肌质量显著增加（图2.1B）。Westernblot结果显示，MT牛MSTN蛋白前肽与成熟肽都显著低于对照牛（图2.1C）。图2.1MSTN蛋白含量。A：血浆中的MSTN蛋白；B：比目鱼肌的形态学观察；C：MSTN蛋白在比目鱼肌中的表达。WT:野生牛；MT：MSTN基因编辑牛FIG2.1MSTNproteincontent.A:MSTNproteininplasmaB:morphologicobservationofsoleusmuscleC:MSTNproteinexpressioninsoleusmuscle.WT:wild-typecattle;MT:Myostatingenemutationcattle2.2比目鱼肌肉转录组测序取4头MT牛，3头WT牛比目鱼肌进行转录组测序。结果表明，MT牛与WT牛之间存在显著性差异（图2.2A,B），共鉴定出342个差异表达基因，其中在MT牛肌肉中下调312个，上调30个（图2.2C）。KEGG功能富集分析所有差异表达基因，共富集38条通路（图2.2D）。上调基因主要包括PPAR信号通路、AMPK信号通路、胰岛素信号通路、脂肪酸代谢、FoxO信号通路（图2.2E）。下调基因主要包糖异生、碳代谢、核糖体、果糖和甘露糖代谢（图2.2F）。下调的基因主要与代谢有关，尤其是葡萄糖代谢，上调的基因主要与信号调节途径有关。
Myostatin基因突变提高牛肌肉抗氧化能力的机制研究24图2.2MT牛和WT牛肌肉的转录组分析。A:总基因的聚类分析；B:主成分分析；C:差异基因的聚类分析；所有差异基因的KEGG富集分析；E:下调基因的KEGG富集分析；F:上调基因的KEGG富集分析FIG2.2TranscriptomeanalysesofbothMTandWTcattlemuscles.A:Theclusteranalysisoftotalgenes;B:Principalcomponentanalysis;C:Theclusteranalysisofdifferentialgenes;D:TheKEGGenrichmentanalysisofalldifferentialgenes;E:TheKEGGenrichmentanalysisofdown-regulatedgenes;F:TheKEGGenrichmentanalysisofup-regulatedgenes
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄牛Myostatin基因编辑研究[J]. 李光鹏,白春玲,魏著英,苏广华,武云喜,韩立东,杨磊,刘雪霏,赵跃芳,宋恩亮,成海建,王洪,张立. 内蒙古大学学报(自然科学版). 2020(01)
[2]牛肌肉生长抑制素基因突变的遗传效应与育种应用[J]. 魏著英,白春玲,李光鹏. 生物技术进展. 2018(03)
[3]杂交F1代myostatin基因编辑肉牛的肉质特性分析[J]. 王鑫,高广琦,魏著英,白春玲,佟彬,韩红燕,张立,李光鹏. 中国牛业科学. 2018(03)
[4]反义RNA干扰MSTN对牛肌肉卫星细胞脂肪生成相关基因的影响[J]. 高丽,胡思敏,谷明娟,王丽荣,扈廷茂,李光鹏. 农业生物技术学报. 2016(12)
[5]肌肉生长抑制素基因在哺乳动物中的最新研究进展[J]. 高丽,谌颜,扈廷茂,李光鹏. 生物技术进展. 2014(06)
[6]MSTN与骨骼肌生长发育[J]. 姬云涛,陆娟,刘生杰,屈长青. 中国组织化学与细胞化学杂志. 2010(06)
本文编号：3607273
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