骑士资讯:科学家探明DNA甲基化如何调控猪肉性状


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中国农科院供图 猪骨骼肌生长发育的甲基化和转录组全景图

近日,中国农业科学院(深圳)农业基因组研究所猪基因组设计育种创新团队在猪产肉性状形成的表观遗传研究方面取得重要新进展,相关研究成果在线发表于国际期刊《核酸研究》(Nucleic Acid Research)。

生猪是我国农业支柱产业,我国的生猪养殖和猪肉消费量均占全球50%以上,但优良种猪核心种质依赖进口。因此,培育拥有自主知识产权、性状优良的种猪是保障我国生猪养殖业可持续健康发展的关键,而揭示产肉性状的遗传机制是品种改良的基础。表观遗传,如DNA甲基化等在生命活动中发挥着重要的角色,但是其调控产肉性状的机制尚不清楚。

论文通讯作者唐中林介绍,该研究以瘦肉型长白猪为对象,系统绘制了妊娠前33天至出生后180天共27个生长发育时间点的骨骼肌全基因组甲基化和转录组图谱,并基于关键DNA甲基化位点构建了猪骨骼肌生长发育的分子时钟。通过多组学整合分析,他们揭示了骨骼肌生长发育过程中DNA甲基化的动态调控,鉴定到4万多个与发育相关的甲基化位点,发现这些位点虽然在启动子区域缺失,但在增强子和染色质可及区域高度富集,提示这些DNA甲基化位点在调控骨骼肌生长发育中发挥重要作用。

有意思的是,研究发现,启动子和基因区的甲基化均对胰岛素信号通路相关基因表达起抑制作用,该发现首次从甲基化角度系统揭示了胰岛素信号通路在肌肉发育过程中的重要调控机制。同时,他们发现IGF2BP3是调控肌肉生长发育的一个关键基因。DNA甲基化通过影响转录因子SP1结合调节IGF2BP3的表达,进而影响骨骼肌发育,表明IGF2BP3可以作为猪产肉性状改良新的候选基因。

该成果对挖掘产肉性状关键功能基因具有重要意义,并为猪产肉性状的遗传改良提供重要理论基础。据悉,这是目前动物中最系统的肌肉甲基化和转录组数据集,不仅对动物品种改良具有重要价值,也为人类肌肉相关疾病的研究提供了宝贵的信息。该研究得到国家自然科学基金重点项目、中国农业科学院科技创新工程、广东省基础与应用基础研究重点项目等的资助。

【来源:中国科学报 作者:李晨 赵华】

【参考文献】

[1] https://doi.org/10.1093/nar/gkaa1203

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