MC4R基因沉默对牛成纤维细胞内基因表达的影响

• 作者: 史明艳 张路培 李俊雅 许尚忠 贤明 陈燕 高会江 高雪 黄萌
• 来源期刊: 畜牧兽医学报
• 学科: 农学
• 关键词: MC4R基因 基因敲降 mRNA表达量 相关性分析
• 年，卷（期）: 2017,（3）
• 所属期刊栏目: 遗传育种
• 页码范围: 403-415
• 页数: 13页
• 分类号: S823|S813.1
• 字数: 7493字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11843/j.issn.0366-6964.2017.03.003

摘要

旨在研究黑素皮质激素4受体基因(Melanocortin-4 receptor,MC4R)沉默对牛成纤维细胞内能量与脂肪代谢相关通路上基因表达的影响,进一步揭示MC4R基因与肉牛胴体品质以及能量平衡与脂肪代谢之间的关系.本试验使用MC4R被敲降的牛成纤维细胞系,借助深度测序技术寻找试验组(MC4R敲降)和阴性对照组(MC4R未敲降)中表达量差异显著的基因.利用GO注释聚类分析和KEGG通路富集分析对涉及能量代谢、脂肪运输及相关调控通路的差异基因进行了深入的富集分析.随机选取差异表达基因中的10个基因,利用实时定量PCR对深度测序结果进行验证.此外,本研究借助牛SNP芯片对上述目标基因的单核苷酸多态性(SNP)进行了检测,并对136头西门塔尔牛进行了基于目标基因各SNP的基因型检测.基于各SNP的分型数据,本研究进一步利用PLINK软件对SNP与牛各胴体性状的关联性进行分析.通过深度测序,在两组阳性MC4R被敲降的牛成纤维细胞系中共发现7 799个差异表达基因,其中上调基因1 703个,下调基因6 096个.显著性GO分类在两组不同干扰水平处理组间共选出与能量代谢调节、脂肪运输过程相关的差异表达基因265个,功能聚类分析进一步筛选出与能量代谢相关的基因29个.KEGG通路富集分析发现,与能量代谢、脂肪运输等过程相关的265个差异表达基因共涉及到40个不同的通路,其中与MC4R基因及能量代谢调控有密切关联的Leptin、AGRP、NPY和POMC等基因同属于脂联素信号通路.MC4R敲降引起该通路上22个基因的表达发生显著变化.实时定量PCR结果表明,所选择的10个基因(表达量上调基因:CFB、RSAD2、IFIT3、CHI3L1和BOLA-N;表达量下调基因:UPK1B、IER2、LASS3、TGFβ3和AXUD1)的mRNA表达水平与测序结果无显著差异,从而证实了深度测序数据的准确性和可重复性.此外,借助50 K密度的牛SNP芯片,本研究共发现了16个SNPs位点,共涉及11个目标基因.SNPs与牛各胴体性状的关联分析结果表明,10号染色体上的TGFβ3对西门塔尔牛眼肌面积、胴体重、腰部肉厚、大腿肉厚和外脊重有显著影响(P＜0.05),对眼肉重、里脊重有极显著影响(P＜0.01);同样位于10号染色体的RHOJ基因对西门塔尔牛眼肌面积也有显著影响(P＜0.05).19号染色体上的KRT17基因和7号染色体上VCAN基因均显著影响西门塔尔牛肉剪切力(P＜0.01,P＜0.05).1号染色体的MASP1基因对肉色有显著影响(P＜0.05).结果显示,MC4R基因沉默显著影响牛成纤维细胞内参与能量代谢、脂肪代谢和能量稳态平衡调控过程相关基因的表达,进一步证实了MC4R基因能调控肉牛能量平衡和脂肪代谢以及影响肉牛胴体品质.