易基因项目文章:MeRIP-seq+RNA-seq揭示不同品种猪肌肉发育的m6A RNA甲基化差异|育种研究

日期:25-03-04

猪作为主要的肉类来源和人类疾病的理想模型,其肌肉发育研究对于农业和生物医学都至关重要。商业品种(commercial breeds,瘦肉型)和本土品种(indigenous breeds,肥胖型)之间在肌肉生长上存在显著的表型差异,为鉴定肌肉发育中的关键基因和通路提供了绝佳模型。尽管已经在转录水平上对猪肌肉进行了广泛的测序研究,但针对转录后调控,尤其是表观遗传修饰的高通量测序研究仍然较少。m6A作为真核生物mRNA中最丰富的转录后修饰,几乎调控mRNA代谢的所有方面,包括转录、pre-mRNA处理、翻译和降解。m6A修饰由一组“writers”酶复合体催化,包括甲基转移酶样3METTL3)、METTL14Wilms肿瘤相关蛋白(WTAP)和ZC3H13m6A修饰可以由“erasers”酶如FTOALKBH5动态可逆。m6A修饰通过多种机制促进mRNA翻译。在mRNA稳定性调控方面,m6A主要通过YTHDF2促进mRNA降解。近期研究发现m6A的替代作用,即IGF2BP蛋白介导其增强mRNA稳定性和保守功能。

 

近日,湖北省农业科学院畜牧兽医研究所助理研究员顾浩博士为第一作者、湖北省农业科学院畜牧兽医研究所/湖北省洪山实验室毕延震研究员和中国科学院亚热带农业研究所印遇龙院士为共同通讯在《cells》杂志发表了题为“N6-Methyladenosine RNA Modification Regulates the Differential Muscle Development in Large White and Ningxiang Pigs”的研究论文,研究了N6-甲基腺苷(m6ARNA修饰在大约克猪(Large White, LW)和宁乡猪(Ningxiang, NX)肌肉发育差异中的调控作用。研究通过MeRIP-seq技术揭示了m6A甲基化模式,并发现m6A修饰在肌肉细胞发育、肌原纤维、细胞周期和磷酸酶调节活性等方面对肌肉发育的新生儿阶段具有调控作用。特别地,研究指出m6A修饰通过YTHDF2依赖性方式加速了特定肌肉特异性跨膜蛋白WFS1降解,并鉴定出一个单核苷酸多态性(SNP)位点C21551T,该位点在WFS1基因的最后一个外显子中,导致LWNX猪中WFS1表达水平的差异。深圳易基因科技为本研究提供MeRIP-seq技术服务。




 本研究鉴定了大约克猪(Large White, LW)和宁乡猪(Ningxiang, NX)不同品种新生仔猪肌肉发育过程中的差异表达基因,并通过MeRIP-seq绘制了m6A甲基化模式。研究结果表明,m6A修饰在肌肉发育的新生仔猪阶段调控肌肉细胞发育、肌原纤维、细胞周期和磷酸酶调节活性。且LWNX猪中差异表达基因主要富集在参与蛋白质合成通路中。对MeRIP-seqRNA-seq数据进行联合分析,共鉴定出27个差异表达且m6A修饰基因。还鉴定出一种典型的肌肉特异性包膜跨膜蛋白WFS1,在LWNX猪中通过m6A修饰被差异调控,进一步揭示了m6A修饰以YTHDF2依赖方式加速了WFS1降解。最后鉴定了WFS1最后一个外显子中的C21551T导致m6A甲基化变化,从而影响LWNX猪中的WFS1表达水平差异。本研究对NXLW猪在新生仔猪肌肉发育期间的m6A修饰进行了全面分析,并阐明了m6A修饰对这两个品种WFS1差异表达的调控机制。