豬下丘腦miRNA的鑑定、表達譜和功能研究

《豬下丘腦miRNA的鑑定、表達譜和功能研究》是依託浙江大學，由張立凡擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：豬下丘腦miRNA的鑑定、表達譜和功能研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：張立凡
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

豬的生長發育和肉質性狀的分子遺傳機制一直以來都是動物遺傳育種研究的熱點領域，生長速度快、高瘦肉率豬種的培育對於提升我國養豬業水平，提高人民生活品質都具有極為重大的意義。本項目以下丘腦這一能量代謝平衡的中樞為切入點，運用現今主流的miRNA晶片技術，在不同的生長發育時期上研究脂肪型豬種和瘦肉型豬種下丘腦miRNA的表達譜差異，從系統的角度得到不同豬種間差異顯著的關鍵miRNA, 定量分析驗證miRNA晶片的結果，並利用生物信息學獲得相應的miRNA的靶基因，結合基因功能注釋和代謝途徑分析，挖掘出對豬生長發育和肉質有重要關聯的新靶基因，從而為揭示脂肪型豬種和瘦肉型豬種在RNA水平上遺傳機制的差異奠定良好的基礎，同時也為豬生長及肉質性狀的分子改良提供新的思路。

結題摘要

下丘腦組織作為能量代謝的中樞，在機體營養攝入和能量平衡上都起著關鍵性的調節作用，從而間接影響豬的生長和肉質品質。MicroRNAs（miRNAs）是一類非編碼的小RNA分子，對基因轉錄和轉錄後的表達調控都起著非常重要的作用，近年來越來越多的豬miRNA被逐步鑑定，但是對於豬下丘腦miRNA 的研究仍然知之甚少。本研究首先運用小RNA測序技術發現了14129397條read序列，通過篩選之後一共發現了674條下丘腦表達的miRNA。之後結合miRBase 16.0中豬的miRNA序列設計探針進行miRNA晶片表達檢測，首次發現了175條在下丘腦不同生長時期均表達的miRNA，並鑑定了37條含有6種不同表達模式的差異表達miRNA，對其靶基因預測發現了許多重要的功能候選基因，如分裂原活化蛋白激酶4, 共濟失調蛋白3, 補體因子備解素, IgG的Fc 組分高親和性Ia 受體等，接著利用Gorilla功能預測工具發現這些候選基因的作用涉及脂肪酸代謝，醯基甘油代謝過程，能量耦合質子跨膜轉運，三磷酸腺苷水解和質子轉運，甘油三酯代謝，甘油二酯的生物代謝等生物代謝過程，顯示了下丘腦差異表達的miRNA可能在豬脂肪形成和能量代謝過程中具有極為重要的調控作用。之後我們比較了金華豬和大約克豬下丘腦組織不同生長時期的miRNA表達譜，發現了15條唯一的可以在兩個豬種中差異表達的miRNA，其中60日齡11條，120日齡2條和180日齡4條，這些miRNA的靶基因在不同生長時期共同調控平滑肌細胞的凋亡和內皮細胞的分化過程，胰島素生長因子1和低密度脂蛋白受體相關蛋白6則是其中最主要的兩個調節基因，而其他許多與免疫，生長和能量代謝有關的重要功能基因也相應被鑑定，如骨形成蛋白6，內皮素1，腫瘤壞死因子，干擾素伽瑪，胰島素生長因子1受體等。綜上所述，本研究系統地研究了金華豬和大約克豬下丘腦組織miRNA不同生長時期的差異表達譜，鑑定了差異miRNA潛在調控的生物學過程和與生長和脂肪性狀有重要關聯的關鍵基因，從而為揭示下丘腦miRNA對豬生長和肉質性狀調控的分子機制奠定堅實的基礎。