猪骨骼肌纤维类型关键circRNAs的筛选及circMYLK4的功能研究

发布时间：2020-04-03 05:24

【摘要】：肌肉组织主要分为骨骼肌、心肌和平滑肌三种,其中骨骼肌约占胴体重的40%-60%。骨骼肌由大量功能不同的肌纤维组成,猪的骨骼肌纤维有慢速氧化型、快速氧化型、快速酵解型和中间型四种类型。其中慢速氧化型肌纤维比例高,有助于提高肌肉嫩度和多汁性。因此,肌纤维类型组成对肉品质起着决定性作用。circRNA是一类新发现的RNA分子,它不含5’端帽子结构和3’端poly(A)尾,并且以共价键形式结合成闭合环状结构。它可作为miRNA和RNA结合蛋白的分子海绵参与基因表达的调控,具有高度保守性、特异性和稳定性。使其在转录及转录后水平发挥重要的调控作用。本研究通过高通量测序技术构建猪背最长肌(LD)和比目鱼肌(Sol)两种不同骨骼肌纤维的cDNA文库。对测序数据进行质控过滤后,筛选并鉴定差异circRNA,并基于差异circRNA进行与miRNA网络互作分析以及靶基因GO功能和KEGG通路分析等。揭示影响猪不同骨骼肌纤维类型的调控机制,为改善猪肉品质提供理论依据。通过测序分析发现,circMYLK4在猪Sol中的表达显著高于LD中的表达(P0.05)。为验证circMYLK4对猪不同骨骼肌纤维类型的作用,本研究首先对仔猪进行活体注射circMYLK4-AAV来探索其对不同类型肌纤维的影响;其次,检测了circMYLK4在猪不同组织部位的表达谱以及在猪骨骼肌卫星细胞分化过程中的表达规律和在卫星细胞中的定位;之后,采用过表达技术探究circMYLK4对猪肌卫星细胞分化的影响。上述研究获得以下主要结果:1.在背最长肌(LD)和比目鱼肌(Sol)文库中分别获得86645908和72841678条原始序列,通过比对分析鉴定出26015和25130个circRNA,其中10388个在两种肌肉中共表达。通过对筛选的circRNA进一步分析,在LD和Sol中有181个差异表达的circRNAs,其中90个上调以及91个下调。2.通路富集分析显示,差异表达的circRNA可能通过AMPK、FoxO、PI3K-Akt等信号通路参与调控猪骨骼肌纤维类型。3.测序数据及RT-qPCR验证结果均显示circMYLK4在Sol中显著高于LD(P0.05);circMYLK4在猪不同组织中广泛表达,其中在慢肌组织中最高,快肌组织次之;circMYLK4在猪骨骼肌卫星细胞分化后期高度表达,并且主要定位于细胞质中。4.活体注射circMYLK4-AAV显示,circMYLK4显著升高了慢肌相关基因MyHCⅠ、Tnnt1、Tnni1、Tnnc1、Myl3(P0.05)以及线粒体相关基因PGC-1α、Tfam、Atp5o、Cycs、Ndufa5的表达(P0.05),说明circMYLK4可以促进慢肌纤维的发育。5.过表达circMYLK4显著增加了慢肌标志基因MyHCⅠ的表达(P0.05),显著降低分化标志基因MyoD和MyoG的表达(P0.05),说明过表达circMYLK4能够抑制猪骨骼肌卫星细胞的分化。综上,本研究通过高通量测序筛选出调控猪肌纤维类型的关键circRNA;circMYLK4促进猪慢肌纤维的发育;circMYLK4抑制猪骨骼肌卫星细胞分化。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S828

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本文编号：2612985