母源SMAD2/3调控牛早期胚胎发育的作用机理研究
批准号:
31872348
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
张坤
依托单位:
学科分类:
畜禽繁殖学
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
贺津、王少华、刘通、赵盼盼、党燕娜、梁晶婕、曹丁壬、李爽、王乐烽
中文摘要
早期胚胎死亡是造成奶牛繁殖率低下的主要原因之一。卵子质量则是关乎早期胚胎发育的关键因素。卵子中的母源因子在卵母细胞成熟、胚胎基因组激活等过程发挥着重要作用,但母源因子的调控机制尚不清楚。我们前期的研究发现TGF-β信号通路分子SMAD2/3呈现典型的母源效应基因表达模式,SMAD2/3的缺失造成牛早期胚胎发育率降低,影响滋养层候选标记CTGF的表达,但是其作用机制还不清楚。基于前期工作,本项目拟通过体外受精、显微注射siRNA/mRNA、抑制剂处理等技术研究母源SMAD2/3对牛早期胚胎中母源mRNA清除、胚胎基因组激活的影响,分析母源SMAD2/3在胚胎第一次细胞系分化过程中的作用以及CTGF是否参与介导,并探讨SMAD2/3对牛卵母细胞成熟的作用和机制。本项目的开展将进一步加深对牛早期胚胎发育过程中母源调控机制的理解,有助于研发相关技术减少早期胚胎死亡,进而提高奶牛繁殖率。
英文摘要
Early embryonic loss is a major contributing factor to infertility in dairy cows. A growing body of evidence indicates that oocyte quality is a key factor limiting successful embryonic development following fertilization. Of interest, oocyte-derived maternal factors play a key role in oocyte maturation, embryonic genome activation and other important developmental events during early embryonic development. We previously identified that TGF-β signal component SMAD2/3 mRNA expression profiles resemble the one of typical maternal-effect genes; knockdown or inhibition of SMAD2/3 led to reduced developmental rate to blastocyst stage and reduced expression of CTGF, a putative trophectoderm marker. In the present project, a variety of cutting-edge molecular and embryological techniques will be used to identify the effect of maternal SMAD2/3 on maternal-embryonic transition, the first lineage specification and if CTGF is involved and elucidate the regulatory role of SMAD2/3 in oocyte maturation, fertilization and developmental events of early embryos. The study will provide novel knowledge that may ultimately improve bovine reproduction through better understanding of the functional role of maternal SMAD2/3 in cattle.
早期胚胎死亡是造成奶牛繁殖率低下的主要原因之一。卵子质量则是关乎早期胚胎发育的关键因素。卵子中的母源因子在卵母细胞成熟、胚胎基因组激活等过程发挥着重要作用,但母源因子的调控机制尚不清楚。我们前期的研究发现TGF-β信号通路分子SMAD2/3呈现典型的母源效应基因表达模式,SMAD2/3的缺失造成牛早期胚胎发育率降低,影响滋养层候选标记CTGF的表达,但是其作用机制还不清楚。在本项目的资助下,我们发现SMAD2/3信号通路的抑制显著影响牛早期胚胎发育,揭示SMAD2敲低影响CTGF的表达,建立了牛早期胚胎中的单碱基基因编辑技术体系,挖掘到重要母源因子NOTCH1和H1FOO在牛早期胚胎发育过程中发挥着重要作用。本项目取得了一系列研究成果,在Development、PLOS Genetics、Biology of Reproduction等主流杂志发表论文9篇;培养博士生7名(其中埃及留学生1名),硕士生3名。
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Functional roles of the chromatin remodeler SMARCA5 in mouse and bovine preimplantation embryos
染色质重塑蛋白 SMARCA5 在小鼠和牛植入前胚胎中的功能作用
DOI:
10.1093/biolre/ioab081
发表时间:
2021-04-23
期刊:
BIOLOGY OF REPRODUCTION
影响因子:
3.6
作者:
[Shi, Yan, Zhao, Panpan, Zhang, Kun]
通讯作者:
Zhang, Kun
Base editing in bovine embryos reveals a species-specific role of SOX2 in regulation of pluripotency.
牛胚胎中的碱基编辑揭示了 SOX2 在多能性调节中的物种特异性作用
DOI:
10.1371/journal.pgen.1010307
发表时间:
2022-07
期刊:
PLoS genetics
影响因子:
4.5
作者:
[]
通讯作者:
NOTCH signaling pathway is required for bovine early embryonic development
NOTCH信号通路是牛早期胚胎发育所必需的
DOI:
10.1093/biolre/ioab056
发表时间:
2021-03-24
期刊:
BIOLOGY OF REPRODUCTION
影响因子:
3.6
作者:
[Li, Shuang, Shi, Yan, Zhang, Kun]
通讯作者:
Zhang, Kun
Linker histone H1FOO is required for bovine preimplantation development by regulating lineage specification and chromatin structure†
连接组蛋白 H1FOO 是牛植入前发育所必需的,可调节谱系规格和染色质结构
DOI:
10.1093/biolre/ioac167
发表时间:
2022-08-24
期刊:
BIOLOGY OF REPRODUCTION
影响因子:
3.6
作者:
[Li, Shuang, Shi, Yan, Zhang, Kun]
通讯作者:
Zhang, Kun
The lysine deacetylase activity of histone deacetylases 1 and 2 is required to safeguard zygotic genome activation in mice and cattle
组蛋白脱乙酰酶 1 和 2 的赖氨酸脱乙酰酶活性是保护小鼠和牛合子基因组激活所必需的
DOI:
10.1242/dev.200854
发表时间:
2022-06-01
期刊:
DEVELOPMENT
影响因子:
4.6
作者:
[Dang, Yanna, Li, Shuang, Zhang, Kun]
通讯作者:
Zhang, Kun
共 9 条
热应激条件下奶牛卵子质量下降的机制及干预措施的研究
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批准号:32161143032
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项目类别:国际(地区)合作与交流项目
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资助金额:200万元
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批准年份:2021
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负责人:张坤
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依托单位:
组蛋白H3K27乙酰化在牛胚胎基因组激活过程中的作用机制研究
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批准号:LZ21C170001
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2020
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负责人:张坤
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依托单位:
组蛋白去甲基化酶KDM5家族在牛母源-胚胎转换期间的作用及机制
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:58万元
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批准年份:2020
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负责人:张坤
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依托单位:
组蛋白去甲基化酶KDM5家族在牛母源-胚胎转换期间的作用及机制
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批准号:32072731
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2020
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负责人:张坤
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依托单位:
牛早期胚胎发育期间CHD1作用的分子机制
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批准号:31672416
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项目类别:面上项目
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资助金额:64.0万元
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批准年份:2016
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负责人:张坤
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依托单位:
国内基金
海外基金