胎鳉科鱼类胎生相关特征——排卵抑制的分子基础研究
批准号:
32100333
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
邵峰
依托单位:
学科分类:
动物进化与发育
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
邵峰
中文摘要
卵生到胎生的转变是脊椎动物演化历程中最为重大的事件之一,此过程分子机制的研究能够解答相应的生理生态、表型、行为等方面的生物学问题。胎鳉科作为鱼类胎生演化研究的代表类群,其胎生的先决条件是排卵抑制(体内妊娠维持实现的重要前提),然而关于这一重要特征的分子基础研究仍待开展。基于申请人已有的研究基础,本项目以胎鳉科鱼类为研究对象,通过与卵生类群的比较基因组学分析并结合西部食蚊鱼(胎鳉科代表物种)不同发育时期卵巢的ATAC-seq和RNA-seq数据以及RT-PCR来筛选胎鳉科特有的基因和保守元件,将获得的结果以西部食蚊鱼为模型进行相应的In situ hybridization和Dual-luciferase assay实验,以对胎鳉科鱼类排卵抑制这一重要胎生特征的分子基础进行初步探究。本项目的实施与完成有望为鱼类胎生演化分子机制的全面解析奠定基础。
英文摘要
The transition from oviparous birth to viviparous birth is one of the most significant events in the evolution of vertebrates. The study of the molecular mechanism of this process can answer the corresponding biological questions in physiological ecology, phenotype, and behavior. Poeciliidae is a representative family of fish that is used widely in viviparous evolution research, their prerequisite for viviparous birth is ovulation inhibition (an important prerequisite for achieving pregnancy maintenance in vivo), but the research on the molecular basis of this characteristic has not yet been carried out. Based on the applicant’s existing research foundation, this project uses poeciliid fish as a model, and screens the unique genes and conserved regions in poeciliid fish through comparative genomic analysis with oviparous groups, the results will be filtered by combining ATAC-seq and RNA-seq data from ovaries of western mosquitofish (representative species of Poeciliidae) at different stages and RT-PCR, and the results conducted In situ hybridization and Dual-luciferase assay experiments in western mosquitofish to initial research the molecular basis of ovulation inhibition in Poeciliidae. It will lay a foundation for the comprehensive analysis of the molecular mechanism of fish viviparous evolution.
卵生到胎生是脊椎动物演化过程中的重要演化节点,从卵生到胎生的演化过程涉及到诸多特征上的创新,其中,胎生类群Poeciliidae(胎鳉科)的排卵抑制是其中最为显著特征之一,即在卵子发生过程中无排卵行为。为了阐明这种生殖方式转变过程中产生的特征创新的分子基础,我们进行了Poeciliidae物种之间的比较基因组分析,并以西部食蚊鱼(Gambusia affinis)为模型,采集不同卵子发生时期RNA-seq和ATAC-seq数据以获得转录组学和染色质结构动态信息。基于比较基因组学我们识别出了胎生特异性的高度保守元件(VHCEs),并揭示了其邻近基因存在排卵行为权衡的互补性进化特征。值得注意的是,基因表达谱和染色质可及性表现出显著的时间一致性,包括与开放区域重叠的VHCE邻近的基因,如mmp19,强调了转录因子在调节排卵抑制中的调控作用。基于多组学分析获得的候选基因以及卵生和胎生鱼类中的表达趋势差异分析,我们重建了一个信号网络,揭示了关键基因表现出放松选择或由特定转录调控驱动的表达模式。特别地,来自多囊卵巢综合症(PCOS)小鼠卵巢的scRNA-seq数据和以西部食蚊鱼模型中的时空表达验证进一步证实了关键基因mmp19在排卵抑制中的作用。总之,这项研究揭示了Poeciliidae中生殖创新背后的基因组变异和染色质重塑,筛选出了重要相关基因,并明晰了其调控方式,促进了对胎生鱼类中排卵抑制机制的理解。这些发现为脊椎动物生殖进化提供了新见解,并为与排卵相关的疾病,如人类的多囊卵巢综合症(PCOS)治疗提供启示。
转座子活化对胎鳉科鱼类排卵抑制特征形成的作用研究
-
批准号:CSTB2023NSCQ-MSX0851
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:10.0万元
-
批准年份:2023
-
负责人:邵峰
-
依托单位:
国内基金
海外基金