调控山羊奶脂肪酸代谢的miRNA功能分析与验证

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31772575
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1702.家畜种质资源与遗传育种学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Studies on the mechanism of fatty acid metabolism in goat milk is of the vital scientific significance on investigating the goaty flavor genesis and imporving the goat milk quality. Based on our preliminary research results which miRNA regulate the fatty acid metabolisms in goat mammary epithelial cells (GMEC), 14 miRNAs conducted previously the function analysis were selected for the further precision function verification, as the experimental animal, the milk samples of Xinong Saanen dairy goats were collected in the different stages of lactation to measure the fatty acid composition, the biopsy samples of mammary gland were taken to determine the expression levels of selected miRNAs, and the 2-3 key miRNAs that significantly related with milk fatty acid content will be identified by the correlation analysis of milk fatty acid composition and miRNAs expressions; the epigenetic analysis of miRNAs and its target genes were analysed using GMEC to elucidate the molecular mechanisms of miRNAs epigenetically regulating the fatty acid metabolism; analysis on the target genes and signal pathway of miRNAs investigate the regulation of signal pathway on fatty acid metabolism of GMEC; Furthermore, the miRNAs knockout GMEC and knockout goats were produced using CRISPR/Cas9 technique, determining the fatty acid composition in GMEC and milk, which the regulation of miRNAs on fatty acid metabolism will be verified to reveal the molecular mechanisms of precision regulation of milk fatty acid metabolism by single or multiple miRNAs, the results will be beneficial to decipher the regulation mechanism of milk fatty acids and to provide the evidence for cause analysis of goaty flavor in goat milk.
山羊奶脂肪酸代谢机理研究对探讨羊奶膻味成因和改良羊奶品质等具有重要科学意义。在miRNAs调控奶山羊乳腺脂肪酸代谢研究基础上,本项目选择功能已知的14个miRNAs为研究对象,以西农萨能奶山羊为实验动物,采集泌乳期不同阶段奶样和活体乳腺组织样,通过羊奶脂肪酸含量与miRNA表达量的关联分析,筛选2-3个与羊奶脂肪酸显著相关的miRNAs,在奶山羊乳腺上皮细胞上分析miRNAs及其靶基因的表观遗传作用规律,阐明miRNAs表观遗传调控乳腺脂肪酸代谢的特点;通过miRNAs靶基因及信号通路分析,探讨信号通路对乳腺上皮细胞脂肪酸代谢的作用;利用CRISPR/Cas9技术制备miRNAs敲除乳腺上皮细胞和敲除奶山羊,检测细胞和羊奶脂肪酸含量,验证miRNAs对脂肪酸代谢的调控作用;揭示单个或多个miRNAs精细调控羊奶脂肪酸代谢的分子机理,有助于解析羊奶脂肪酸调控机制,为羊奶膻味成因探究提供依据。

结项摘要

羊奶的独特风味和营养保健功效与羊奶中含有的大量短、中链脂肪酸及不饱和脂肪酸等密切相关,羊奶脂肪酸代谢调控机理研究对探究羊奶膻味成因和改善羊奶品质等具有重要的理论意义和实际应用价值。本研究选择了在奶山羊乳腺上皮细胞前期研究中发现的14个已知调控山羊乳腺乳脂代谢的miRNAs,采集西农萨能奶山羊泌乳中期的奶样和乳腺组织样,通过羊奶脂肪酸含量与乳腺miRNAs表达量的关联分析以及干扰过表达研究,筛选出6个与羊奶中短链和长链脂肪酸含量相关的miRNAs。本项目利用CRISPR/Cas9基因编辑技术在奶山羊乳腺上皮细胞和小鼠活体中敲除miRNAs并深入分析验证miRNAs通过靶基因及信号通路调控脂肪酸代谢的分子机理,为miRNAs调控羊奶品质提供理论和实验依据。主要研究结果如下:. 本研究利用气相色谱测定了西农萨能奶山羊泌乳中期(产后第100天)奶样中的脂肪酸组成,手术法活体采集乳腺组织并检测了14个前期验证过的miRNAs的表达量。关联分析表明,miR-145、miR-24、miR-130b、miR-26a、miR-26b和miR-103等6个miRNAs与羊奶中短链及长链脂肪酸含量相关。利用CRISPR/Cas9技术在山羊乳腺上皮细胞中敲除miRNAs,研究miRNAs在胞内脂质及脂肪酸代谢中的作用;通过双荧光素酶、RT-qPCR、Western Blot和rescue实验证实靶基因在miRNA调控脂质及脂肪酸代谢的功能。结果发现:miR-145通过INSIG1基因调控山羊乳腺上皮细胞的脂肪酸代谢;miR-24靶向INSIG1与FASN基因调控乳腺上皮细胞的胆固醇代谢与单不饱和脂肪酸成分;miR-130b靶向PPARG-PGC1α 信号轴调控乳腺上皮细胞脂肪酸代谢;敲除miR-26a通过靶向INSIG1基因抑制乳腺上皮细胞中脂质及不饱和脂肪酸合成;miR-26b敲除通过靶向INSIG1基因调控乳腺上皮细胞的脂质及脂肪酸合成;山羊乳腺上皮细胞中敲除miR-103抑制脂质合成且影响脂肪酸组成;miR-204-5p与miR-211协同下调αS1-酪蛋白表达进而影响羊奶的低致敏性。通过制作基因编辑小鼠验证了miR-26a2与miR-130b调控功能。本项目为利用CRISPR/Cas9技术编辑miRNAs进行动物基因编辑育种和乳品质调控等提供理论依据和技术手段。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
CRISPR/Cas9-mediated Stearoyl-CoA Desaturase 1 (SCD1) Deficiency Affects Fatty Acid Metabolism in Goat Mammary Epithelial Cells
CRISPR/Cas9介导的硬脂酰辅酶A去饱和酶1 (SCD1)缺陷影响山羊乳腺上皮细胞的脂肪酸代谢
  • DOI:
    10.1021/acs.jafc.8b03545
  • 发表时间:
    2018-09-26
  • 期刊:
    JOURNAL OF AGRICULTURAL AND FOOD CHEMISTRY
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Tian, Huibin;Luo, Jun;Bionaz, Massimo
  • 通讯作者:
    Bionaz, Massimo
干扰FADS2基因对奶山羊乳腺上皮细胞脂肪酸组成的影响
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1674-7968.2019.11.008
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    农业生物技术学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邬娇;赫秋亚;李壮;李聪;王会;史怀平;罗军
  • 通讯作者:
    罗军
Negative regulation of αS1-casein (CSN1S1) improves β-casein content and reduces allergy potential in goat milk
α(S1)-酪蛋白 (CSN1S1) 的负调节可提高 β-酪蛋白含量并降低羊奶中的过敏可能性
  • DOI:
    10.3168/jds.2020-18595
  • 发表时间:
    2020-10-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF DAIRY SCIENCE
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Song, Ning;Chen, Yating;Loor, Juan J.
  • 通讯作者:
    Loor, Juan J.
CRISPR/Cas9 Based Knockout of miR-145 Affects Intracellular Fatty Acid Metabolism by Targeting INSIG1 in Goat Mammary Epithelial Cells
基于 CRISPR/Cas9 的 miR-145 敲除通过靶向山羊乳腺上皮细胞中的 INSIG1 影响细胞内脂肪酸代谢。
  • DOI:
    10.1021/acs.jafc.0c00845
  • 发表时间:
    2020-05-06
  • 期刊:
    JOURNAL OF AGRICULTURAL AND FOOD CHEMISTRY
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Huang, Lian;Tian, Huibin;Wu, Jiao
  • 通讯作者:
    Wu, Jiao
Association between the expression of miR-26 and goat milk fatty acids
miR-26的表达与羊乳脂肪酸之间的关联
  • DOI:
    10.1111/rda.13291
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    REPRODUCTION IN DOMESTIC ANIMALS
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Wang Hui;Zhu Jiangjiang;He Qiuya;Loor Juan J.;Luo Jun
  • 通讯作者:
    Luo Jun

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其他文献

西农萨能奶山羊SERPINA1基因克隆、生物信息学及组织表达分析
  • DOI:
    10.16431/j.cnki.1671-7236.2020.07.001
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国畜牧兽医
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    潘檀;高梁嘉慧;程菲;罗军;李聪
  • 通讯作者:
    李聪
钢-超高性能混凝土组合板开裂荷载正交试验及计算方法
  • DOI:
    10.3785/j.issn.1008-973x.2020.05.008
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    浙江大学学报(工学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗军;邵旭东;曹君辉;樊伟;裴必达
  • 通讯作者:
    裴必达
An efficient method for generation of uniform support vector and its application in structural failure function fitting
均匀支持向量的高效生成方法及其在结构失效函数拟合中的应用
  • DOI:
    10.1016/j.strusafe.2014.12.004
  • 发表时间:
    2015-05
  • 期刊:
    Structural Safety
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    蒋友宝;罗军;廖国宇;赵雨来;张建仁
  • 通讯作者:
    张建仁
基于小波包近似熵与LMS加权特征融合异步电机故障诊断
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    噪声与振动控制
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曾求洪;宾光富;李学军;罗军
  • 通讯作者:
    罗军
胃肠模拟体外法的生理参数对室内灰尘中邻苯二甲 酸酯与磷系阻燃剂的生物有效性的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    环境科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩永和;向萍;罗军;崔昕毅
  • 通讯作者:
    崔昕毅

其他文献

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罗军的其他基金

MiRNAs协同调控奶山羊乳腺脂肪酸代谢的机理研究
  • 批准号:
    31372281
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    81.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
奶山羊MAT基因调控羊奶短、中链脂肪酸合成机理的研究
  • 批准号:
    31072013
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    35.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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  • 批准号:
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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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