中国美利奴羊胚胎骨骼肌发育的加权基因共表达网络分析
发布时间：2021-02-14 04:06
旨在对绵羊胚胎骨骼肌lncRNAs（long non-coding RNA）进行鉴定分析,以阐明其在肌纤维类型转换与肌纤维增粗过程中的调控机制。本研究选取体重相近的成年中国美利奴母羊进行同期发情和人工授精,通过全转录组测序技术对其妊娠第85（D85N）、105（D105N）和135天（D135N）的胎儿背最长肌组织进行测序,设置D85N vs D105N、 D105N vs D135N和D85N vs D135N 3个比较组,通过比较筛选出显著差异表达的lncRNA与mRNA。利用加权基因共表达网络分析（weighted gene co-expression network analysis, WGCNA）方法构建共表达模块,使用DAVID在线工具和R-package进行GO和KEGG富集分析以找到与肌肉发育相关的模块。最后从目标模块中筛选出高连通度的lncRNAs和mRNAs,通过它们与miRNAs间的靶向预测关系建立lncRNA-miRNA-mRNA共表达网络。根据WGCNA分析结果,共得到25个模块。功能富集显示,模块中的核心基因主要富集于细胞粘附、Wnt、紧密连接、mTOR、A...
【文章来源】：畜牧兽医学报. 2020,51(03)北大核心
【文章页数】：13 页
【部分图文】：
lncRNA-mRNA加权共表达软阈值的筛选
在表达模块中,与成纤维细胞增殖和分化相关的基因包含WAPL、CDKN1A、ITGB3,SGPL1、SMAD3、PIP5K1A;其他与肌肉发育相关的基因有ACTN3、IGF2、MYH1、TMOD4、TNNI2、TPM1;筛选到参与肌肉发育过程的肌球蛋白复合物,包括MYH1、MYL6B、MYH2、PPP3CA、TPM1、ATP2A1、MYL1 等等。此外,发现网络中与肌肉发育相关基因互作的多数基因的功能与免疫系统、血液系统、神经系统、干细胞维持、破骨细胞分化、脂代谢、能量代谢相关,如基因PDK4、TRRAP、FGFR1等。通过靶基因预测,找到了MSTRG.3903、MSTRG.10154、MSTRG.1629、MSTRG.10496、MSTRG.9559、MSTRG.10178、MSTRG.10521、MSTRG.3911、MSTRG.4586、MSTRG.7232等10个与肌肉发育、肌肉疾病、细胞增殖相关的lncRNAs。复杂多样的基因表达模式显示出调控肌纤维发育和相关生理过程的相关基因间潜在的复杂调控网络,根据连通度推测PIP5K1A、PDK4、TNNI2基因可能在胚胎发育后期发挥重要作用。图3 拓扑重叠热图
前期通过对3个节点(D85N、D105N和D135N)组织进行切片检测初步分析,发现D85N与D135N时期染色切片具有明显差异[5]。在美利奴绵羊D85N骨骼肌中可见中空管状的初级肌纤维典型结构,周围出现大量次级肌纤维,而D105N 和 D135N 切片中只有次级肌纤维结构,无初级肌纤维结构特征。肌纤维数量方面,D105N与D135N时切片视野内基本相同,明显多于D85N时期。本研究在转录水平上对中国美利奴羊胎儿背最长肌不同发育阶段的分子表达差异进行分析和解释。转录组结果中,D135N时期内差异表达RNA数量最多,但与肌原纤维增殖、迁移相关基因较少。D85N处于胚胎发育的中后期,组织内仍具有与成肌细胞增殖和分化相关的基因,表明胚胎在发育中后期仍存在肌纤维增殖行为。通过对模块内基因的GO和KEGG分析,发现肌原纤维的生长和类型转换中伴随着其他多个复杂的生物学过程,其中相关度较高的是脂肪的分解和代谢。此外,肌纤维快慢肌的组成对动物机体的运动和生存具有重要意义[28],红白肌类型的构成也与家畜肌肉品质和风味密切相关[29]。图5 模块中核心基因的KEGG通路分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]全转录组学在畜牧业中的应用[J]. 石田培,张莉. 遗传. 2019(03)
[2]LncRNA调控骨骼肌发育的分子机制及其在家养动物中的研究进展[J]. 周瑞,王以鑫,龙科任,蒋岸岸,金龙. 遗传. 2018(04)
[3]The genetic regulation of skeletal muscle development:insights from chicken studies[J]. Wen LUO,Bahareldin A.ABDALLA,Qinghua NIE,Xiquan ZHANG. Frontiers of Agricultural Science and Engineering. 2017(03)
本文编号：3033085
【文章来源】：畜牧兽医学报. 2020,51(03)北大核心
【文章页数】：13 页
【部分图文】：
lncRNA-mRNA加权共表达软阈值的筛选
在表达模块中,与成纤维细胞增殖和分化相关的基因包含WAPL、CDKN1A、ITGB3,SGPL1、SMAD3、PIP5K1A;其他与肌肉发育相关的基因有ACTN3、IGF2、MYH1、TMOD4、TNNI2、TPM1;筛选到参与肌肉发育过程的肌球蛋白复合物,包括MYH1、MYL6B、MYH2、PPP3CA、TPM1、ATP2A1、MYL1 等等。此外,发现网络中与肌肉发育相关基因互作的多数基因的功能与免疫系统、血液系统、神经系统、干细胞维持、破骨细胞分化、脂代谢、能量代谢相关,如基因PDK4、TRRAP、FGFR1等。通过靶基因预测,找到了MSTRG.3903、MSTRG.10154、MSTRG.1629、MSTRG.10496、MSTRG.9559、MSTRG.10178、MSTRG.10521、MSTRG.3911、MSTRG.4586、MSTRG.7232等10个与肌肉发育、肌肉疾病、细胞增殖相关的lncRNAs。复杂多样的基因表达模式显示出调控肌纤维发育和相关生理过程的相关基因间潜在的复杂调控网络,根据连通度推测PIP5K1A、PDK4、TNNI2基因可能在胚胎发育后期发挥重要作用。图3 拓扑重叠热图
前期通过对3个节点(D85N、D105N和D135N)组织进行切片检测初步分析,发现D85N与D135N时期染色切片具有明显差异[5]。在美利奴绵羊D85N骨骼肌中可见中空管状的初级肌纤维典型结构,周围出现大量次级肌纤维,而D105N 和 D135N 切片中只有次级肌纤维结构,无初级肌纤维结构特征。肌纤维数量方面,D105N与D135N时切片视野内基本相同,明显多于D85N时期。本研究在转录水平上对中国美利奴羊胎儿背最长肌不同发育阶段的分子表达差异进行分析和解释。转录组结果中,D135N时期内差异表达RNA数量最多,但与肌原纤维增殖、迁移相关基因较少。D85N处于胚胎发育的中后期,组织内仍具有与成肌细胞增殖和分化相关的基因,表明胚胎在发育中后期仍存在肌纤维增殖行为。通过对模块内基因的GO和KEGG分析,发现肌原纤维的生长和类型转换中伴随着其他多个复杂的生物学过程,其中相关度较高的是脂肪的分解和代谢。此外,肌纤维快慢肌的组成对动物机体的运动和生存具有重要意义[28],红白肌类型的构成也与家畜肌肉品质和风味密切相关[29]。图5 模块中核心基因的KEGG通路分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]全转录组学在畜牧业中的应用[J]. 石田培,张莉. 遗传. 2019(03)
[2]LncRNA调控骨骼肌发育的分子机制及其在家养动物中的研究进展[J]. 周瑞,王以鑫,龙科任,蒋岸岸,金龙. 遗传. 2018(04)
[3]The genetic regulation of skeletal muscle development:insights from chicken studies[J]. Wen LUO,Bahareldin A.ABDALLA,Qinghua NIE,Xiquan ZHANG. Frontiers of Agricultural Science and Engineering. 2017(03)
本文编号：3033085
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/dongwuyixue/3033085.html
