课题基金 / 基金详情

基于多组学数据解析RNA A-to-I调控山羊肌细胞增殖分化的机制

批准号:
32072715
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
李利
依托单位:
学科分类:
家畜种质资源与遗传育种学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李利

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
解析肌肉生长发育的分子调控机制一直是肉用家畜遗传育种领域研究核心。作为一种广泛的转录后修饰,由ADAR催化产生的RNA A-to-I编辑通过改变RNA序列,多维度(mRNA-miRNA互作、蛋白重编码、可变剪切等)动态调控基因表达,是组织细胞发育特异性的重要驱动力。项目组前期利用山羊胚胎肌肉组织mRNA-seq数据已初步发现A-to-I编辑与肌肉发育密切相关。本研究拟以山羊骨骼肌卫星细胞(SMSCs)为主要材料,整合基因组、转录组(mRNA-、PacBio-、miRNA-seq)及4D-LFQ蛋白组数据,系统筛选SMSCs增殖分化中A-to-I调控的成肌基因及其介导的mRNA-miRNA互作、蛋白重编码和可变剪切,从而多层面解析A-to-I编辑调控山羊成肌分化的机制。本研究是阐明基因组、转录组和山羊肌肉发育之间复杂互作的重要步骤,对全面深入揭示动物肌肉生长发育的调控机制具有重大意义。
英文摘要
The molecular mechanism underpinning muscle development has always been the research spotlight in genetics and breeding of meat livestock. As a widespread post-transcriptional RNA modification, massive RNA A-to-I editing sites catalyzed by ADAR (Adenosine deaminase acting on RNA) dynamically regulates gene expression in multiple dimensions (via affecting mRNA-miRNA interaction, changing alternative splicing, and recoding protein) via altering RNA sequences, and it is a driven force for the specificity of animal tissue and cell development. Based on the mRNA-seq data from the muscle tissue of embryonic goat, we have preliminarily found that A-to-I editing is closely related to muscle development. In this study, using goat skeletal muscle satellite cells (SMSCs) as the main material, integrating multi-omics data including genome, transcriptome (mRNA-, miRNA-, and PacBio- sequencing) and proteome, we will systematically identify A-to-I editing sites in gene mRNA and miRNA during SMSCs proliferation and differentiation. Furthermore, we will anchor edited myogenic genes, and verify the effects of A-to-I on mRNA-miRNA interaction, protein recoding and alternative splicing, consequently illuminate the regulation mechanism of RNA A-to-I editing in myogenesis in multi-levels. Our study represents an important step toward elucidating the complex interactions between genome, transcriptome, and myogenesis, and will significantly supply basis for fully uncovering the regulation network of animal muscle growth and development.
RNA修饰介导的基因表达调控是当前热点研究领域。由ADAR酶催化产生的A-to-I编辑是一种广泛存在的RNA修饰,可多维度动态调控基因表达,是动物组织细胞发育特异性的重要驱动力。基于RNA-seq数据已发现A-to-I编辑调控肌生成,但具体作用机制尚不明确。本项目以山羊组织及骨骼肌卫星细胞为主要实验材料,整合多组学技术全面解析了ADAR1基因组织表达模式以及山羊肌肉生长发育过程中基因的RNA编辑特征。ADAR1促进山羊肌卫星细胞的增殖和分化,总的编辑位点数量基本不变,主要降低了编辑水平。与此类似,我们对比发现总RNA编辑位点数量在藏绒山羊(9733)和内蒙古绒山羊(9704)中基本一致,但藏绒山羊心、肾、肺的编辑水平显著高于内蒙古绒山羊。进一步,我们明确了调控山羊肌细胞增殖和分化的A-to-I编辑位点和基因网络,发现A-to-I 位点共注释到2509个蛋白编码基因和105个非编码RNA包括lincRNA (45 个), snoRNA (30 个), snRNA (18 个), and miRNA (12 个),相关的蛋白基因互作网络12个核心基因(RPSA、MYOZ1、NOP56、VCP、ACTN4、MYH2、TRIM63、ATAD2B、HDAC4、TUFM、MYH4和 MEF2C)具有增殖或分化阶段性表达模式。此外,种子序列中的A-to-I编辑抑制miR-376b-3p与靶基因RYBP的结合,从而抑制了miR-376b-3p对成肌细胞增殖和分化的促进作用。我们还发现南江黄羊群体中ADAR1基因9个SNPs位点可以作为体重体尺的候选标记。本项目多角度揭示了A-to-I编辑对山羊生长性能、高海拔适应性以及骨骼肌分化发育的作用,该研究结果代表肌肉组织表观遗传调控的又一个重要层次,对进一步完善山羊肌肉生长发育的分子调控网络具有重要理论意义。
山羊骨骼肌细胞分化中H19-MyoD轴相关的核心lncRNAs调控网络构建
  • 批准号:
    31672402
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    李利
  • 依托单位:
国内基金
海外基金