【目的】利用转录组测序(transcriptome sequencing,RNA-Seq)和全长翻译组测序(ribosome-nascent-chain-complex sequencing,RNC-Seq)分析比对转录和翻译两个不同水平上牛骨骼肌的生长发育过程,解析其发育特征和规律,并筛选出可能在转...【目的】利用转录组测序(transcriptome sequencing,RNA-Seq)和全长翻译组测序(ribosome-nascent-chain-complex sequencing,RNC-Seq)分析比对转录和翻译两个不同水平上牛骨骼肌的生长发育过程,解析其发育特征和规律,并筛选出可能在转录组和翻译组共同参与牛肌肉生长发育过程的关键基因,为后续功能基因的筛选和利用提供目标靶点。【方法】采集4月龄牛胚胎的骨骼肌卫星细胞的增殖期(proliferative period,GM)和分化期第2天(the second day of differentiation,DM2)的样品进行RNA-Seq和RNC-Seq分析,对其差异表达基因进行生物信息学分析,从翻译调控的角度分析与骨骼肌发育相关的差异基因。【结果】BSMSCs的DM2期相较于GM期差异基因筛选表明,转录组共筛选获得2808个差异基因(上调基因1749个,下调基因1059个),翻译组共筛选获得3740个差异基因(上调基因1769个,下调基因1971个),转录组和翻译组共有的差异表达基因725个,其中表达趋势相同的基因618个,表达趋势相反的基因107个。功能富集分析获得103个与骨骼肌发育相关的基因。进一步深入分析发现,转录水平的调控和翻译水平的调控具有相对独立性,且翻译调控对转录调控具有一定的回调作用,筛选获得了22个与牛肌肉的生长发育密切相关的标靶基因(CDK1、SERPINE1、THBS1、IGFBP3、CNB1、GADD45A、CYCS、CDK2、CCND1、CCNE2、ZMAT3、ACTB、ACTA1、TNNT1、MYH7、ACTG1、TUBA1C、TNNC1、KIF20A、TUBB4B、MYL3、TUBB3)及13个存在翻译回调现象的关键基因(GREM1、EGR1、SFRP4、NKD2、DKK3、IGFBP3、CTSK、ITGAV、CTSV、CDKN1A、SESN3、GADD45A、ZMAT3)。【结论】本研究筛选获得了22个可能与牛肌肉的生长发育密切相关的关键基因和13个存在翻译回调的关键基因,为进一步利用分子手段调节牛肌肉生长发育过程及进行新品种培育提供了重要的靶点。展开更多
文摘【目的】利用转录组测序(transcriptome sequencing,RNA-Seq)和全长翻译组测序(ribosome-nascent-chain-complex sequencing,RNC-Seq)分析比对转录和翻译两个不同水平上牛骨骼肌的生长发育过程,解析其发育特征和规律,并筛选出可能在转录组和翻译组共同参与牛肌肉生长发育过程的关键基因,为后续功能基因的筛选和利用提供目标靶点。【方法】采集4月龄牛胚胎的骨骼肌卫星细胞的增殖期(proliferative period,GM)和分化期第2天(the second day of differentiation,DM2)的样品进行RNA-Seq和RNC-Seq分析,对其差异表达基因进行生物信息学分析,从翻译调控的角度分析与骨骼肌发育相关的差异基因。【结果】BSMSCs的DM2期相较于GM期差异基因筛选表明,转录组共筛选获得2808个差异基因(上调基因1749个,下调基因1059个),翻译组共筛选获得3740个差异基因(上调基因1769个,下调基因1971个),转录组和翻译组共有的差异表达基因725个,其中表达趋势相同的基因618个,表达趋势相反的基因107个。功能富集分析获得103个与骨骼肌发育相关的基因。进一步深入分析发现,转录水平的调控和翻译水平的调控具有相对独立性,且翻译调控对转录调控具有一定的回调作用,筛选获得了22个与牛肌肉的生长发育密切相关的标靶基因(CDK1、SERPINE1、THBS1、IGFBP3、CNB1、GADD45A、CYCS、CDK2、CCND1、CCNE2、ZMAT3、ACTB、ACTA1、TNNT1、MYH7、ACTG1、TUBA1C、TNNC1、KIF20A、TUBB4B、MYL3、TUBB3)及13个存在翻译回调现象的关键基因(GREM1、EGR1、SFRP4、NKD2、DKK3、IGFBP3、CTSK、ITGAV、CTSV、CDKN1A、SESN3、GADD45A、ZMAT3)。【结论】本研究筛选获得了22个可能与牛肌肉的生长发育密切相关的关键基因和13个存在翻译回调的关键基因,为进一步利用分子手段调节牛肌肉生长发育过程及进行新品种培育提供了重要的靶点。
文摘【目的】探究RNA甲基化转移酶样3(methyltransferase-like 3,METTL3)对牛骨骼肌卫星细胞(bovine skeletal muscle satellite cells,BSMSCs)增殖和成肌分化的影响。【方法】利用体外诱导BSMSCs分化模型模拟牛骨骼肌生长发育过程,采用实时荧光定量PCR技术和蛋白质免疫印迹技术(Western blotting)检测METTL3在BSMSCs分化前后mRNA和蛋白表达水平的差异。设计合成METTL3干扰RNA(si-METTL3),且构建METTL3的过表达载体pcDNA3.1-METTL3,分别转染至BSMSCs中,通过实时荧光定量PCR和Western blotting检测转染效果和BSMSCs增殖标志因子盒转录家族成员7(paired box 7,Pax7)的表达情况,EdU检测细胞增殖情况。将转染si-METTL3和pcDNA3.1-METTL3的BSMSCs进行体外诱导分化,通过光学显微镜观察BSMSCs进入分化期的细胞形态,利用实时荧光定量PCR和Western blotting检测BSMSCs分化标志因子肌球蛋白重链(myosin heavy chain,MyHC)、肌细胞生成素(myogenin,MyoG)的表达情况。通过比色法检测干扰或过表达METTL3后,BSMSCs不同时期的m 6 A RNA甲基化水平。【结果】BSMSCs分化后METTL3蛋白表达水平极显著高于增殖期(P<0.01);干扰或过表达METTL3后,Pax7的mRNA水平以及蛋白水平均无显著变化(P>0.05),EdU阳性细胞率与对照组相比均无显著差异(P>0.05);干扰METTL3后,细胞肌管数量明显增多,肌管直径明显增大,MyHC的mRNA和蛋白表达水平极显著升高(P<0.01),MyoG的蛋白表达水平极显著升高(P<0.01),并且BSMSCs增殖和分化期的m 6 A RNA甲基化水平均极显著下调(P<0.01);过表达METTL3后,细胞肌管数量明显减少,肌管直径明显变小,MyHC的mRNA和蛋白表达水平极显著降低(P<0.01),MyoG的蛋白表达水平极显著降低(P<0.01),并且BSMSCs增殖和分化期的m 6 A RNA甲基化水平均极显著上升(P<0.01)。【结论】METTL3对BSMSCs的增殖过程没有显著影响,但对BSMSCs的成肌分化过程具有调控作用,并影响BSMSCs的m 6 A RNA甲基化水平。干扰METTL3可以促进BSMSCs的成肌分化进程,降低BSMSCs的m 6 A RNA甲基化水平;而过表达METTL3会抑制BSMSCs的分化,提高BSMSCs的m 6 A RNA甲基化水平。试验结果为进一步探明METTL3在牛肌肉发育中的调控机制奠定了基础。
