基于组织原位3D基因组技术解析猪骨骼肌生长调控分子机制

批准号:
31772563
项目类别:
面上项目
资助金额:
61.0 万元
负责人:
曹建华
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
项目参与者:
王昇、任瑞敏、黄英、孙艳、谢骏辉
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中文摘要
研究基因的调控模式是后基因组时代解析分子机制的重要内容。在人和小鼠上采用3D基因组技术研究调控因子/元件的远程调控模式已大获成功,但在猪上的研究却还未起步。本项目延续并扩展前一个NSFC项目内容,在组织原位采样基础上,通过以ChIA-PET系统为主的3D基因组技术,对转录元件RNAPII、构象蛋白CTCF和转录因子MyoD/MyoG的结合位点进行全基因组空间调控模式分析,研究猪骨骼肌生长调控的基本特点和分子机制,并通过CRISPR/Cas9系统在肌卫星细胞中鉴定远程调控位点。从组织原位到基因组构象,通过对基因表达、表观修饰和远程互作的研究,构建3D基因组网络图谱,阐述基因组空间构象与猪骨骼肌生长调控间的内在联系。以期初步阐明猪骨骼肌生长调控的3D基因组基本特征和远程调控模式。为进一步研究猪骨骼肌生长发育的精细调控机制奠定基础,从而为深入研究猪骨骼肌生长发育的调控机制和模式提供理论支持。
英文摘要
It’s an important mission to research on the patterns of gene regulations in the matter of dissecting gene functions in the post-genomics era. There are numerous successful cases using 3D genome technologies which definitely elucidate the roles of remote regulatory elements or factors in human and mice genomes. However, it has not yet started in swine genome. This study, on the basis of in-situ tissue separation of porcine skeletal muscle which continue and extend the previous project supported by NSFC, will deploy series 3D genome technologies like ChIA-PET system to investigate the genome-wide 3D chromatin conformations of transcriptional factor RNAPII, conformational factor CTCF and myogenesis transcript factors MyoD/MyoG, and fundamentally characterize the regulatory patterns of skeletal muscle growth in swine. Also, interactions between remote regulatory elements and genes will be verified by CRISPR/Cas9 system in porcine muscular satellite cells. This study integrates several data sources from gene expression, epi-genomics and remote interactions to build 3D genome networks which connect chromatin conformations and muscle growth trait in swine. This work will contribute to clarify the basic 3D genomic properties and the pattern of remote regulations in the growth of porcine skeletal muscles, and will be further beneficial on refining regulatory mechanisms between 3D genome and skeletal muscle growth in swine, and provide potential clues for discovering novel regulatory mechanism and patterns of porcine skeletal muscle development.
国家基金项目(31772563):“基于组织原位3D基因组技术解析猪骨骼肌生长调控分子机制”,由华中农业大学曹建华副教授承担,共有6名人员参加。课题执行时间为2018年1月至2021年12,共4年,项目总投入经费61万元。. 本项目采集猪背最长肌样品,在组织原位水平上通过以ChIA-PET系统为主的3D基因组技术,对转录元件RNAPII、构象蛋白CTCF和转录因子MyoD/MyoG的结合位点进行全基因组空间调控模式分析,研究猪骨骼肌生长调控的基本特点和分子机制,鉴定染色质远程调控位点。从组织原位到基因组构象,通过对基因表达、表观修饰和远程互作的研究,构建3D基因组网络图谱,阐述基因组空间构象与猪骨骼肌生长调控间的内在联系。以期初步阐明猪骨骼肌生长调控的3D基因组基本特征和远程调控模式。为进一步研究猪骨骼肌生长发育的精细调控机制奠定基础,为研究猪骨骼肌生长发育的调控机制和模式提供理论支持。. 根据项目的研究内容和计划完成了研究内容,研究结果包括:1)猪骨骼肌组织前处理方法取得阶段性突破,并申报了发明专利;2)完成了猪骨骼组织原位的Hi-C、ChIA-PET等三维基因组研究内容,建立猪骨骼肌三维基因组研究方法;3)完成了猪骨骼肌全基因组转录测序和表观基因组表征;4)建立了猪增强子发现与验证的细胞研究体系;5)比较了猪骨骼肌组织与其他组织的三维结构保守性;6)构建了猪基因组CRISPR/Cas9的质粒载体,达到预期验证远程调控位点的目的;7)持续研发了三维基因组大数据可视化系统,使其能够更好适应三维基因组研究的需要。.综上所述,通过本项目的执行,在组织原位初步揭示了猪骨骼肌生长发育的远程调控机制,从而为深入研究猪骨骼肌生长发育的分子机制和发育模式提供理论支持。项目按照计划执行,撰写发表论文6篇,专利5项,培养研究生5人。今年完成所有目标并结题,完成了所有任务,无计划和内容上的重大调整。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Profiling and characterization of miRNAs associated with intramuscular fat content in Yorkshire pigs
约克夏猪肌内脂肪含量相关 miRNA 的分析和表征
DOI:10.1080/10495398.2019.1573191
发表时间:2020-05
期刊:Animal Biotechnology
影响因子:3.7
作者:Y. Sun;H.Y. Liu;S. Wang;R.M. Ren;Q. Dong;J.H. Xie;J.H. Cao
通讯作者:J.H. Cao
DOI:--
发表时间:--
期刊:中国细胞生物学学报
影响因子:--
作者:谢骏辉;孙艳;王昇;田小欢;曹建华
通讯作者:曹建华
H3K27me3 Depletion during Differentiation Promotes Myogenic Transcription in Porcine Satellite Cells
分化过程中 H3K27me3 的缺失促进猪卫星细胞的生肌转录
DOI:10.3390/genes10030231
发表时间:2019-03
期刊:Genes
影响因子:3.5
作者:Wang Sheng;Sun Yan;Ren Ruimin;Xie Junhui;Tian Xiaohuan;Zhao Shuhong;Li Xinyun;Cao Jianhua
通讯作者:Cao Jianhua
Screening of Microbes Associated With Swine Growth and Fat Deposition Traits Across the Intestinal Tract.
筛选与猪肠道生长和脂肪沉积特性相关的微生物
DOI:10.3389/fmicb.2020.586776
发表时间:2020
期刊:Frontiers in microbiology
影响因子:5.2
作者:Tang S;Xin Y;Ma Y;Xu X;Zhao S;Cao J
通讯作者:Cao J
DOI:--
发表时间:2021
期刊:畜牧兽医学报
影响因子:--
作者:田小欢;刘茹;孙艳;任瑞敏;余梅;赵书红;曹建华
通讯作者:曹建华
基于ChIA-PET系统解析猪骨骼肌卫星细胞3D基因组成肌分化调控机制
- 批准号:31472074
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:86.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:曹建华
- 依托单位:
整合猪miRNA和功能基因表达谱芯片元数据挖掘肌肉生长发育新的调控通路
- 批准号:30900792
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:21.0万元
- 批准年份:2009
- 负责人:曹建华
- 依托单位:
国内基金
海外基金
