家猪胸腰椎发育转化基因表达调控的研究进展

来源：昆明动物研究所，2021-11-25 08:21

不同家猪品种的胸椎和腰椎数量差异很大，与猪的体长密切相关，是重要的经济性状。长期以来，猪体节数量性状一直是猪遗传育种的重要研究方向之一，但胸腰椎数量的变异和发育转化机制仍不清楚。由于胸腰椎体节发育过程对应于早期胚胎发育阶段，相应体节的收集和研究存在诸多困难，导致该过程中基因表达调控机制的研究面临诸多挑战。

不同家猪品种的胸椎和腰椎数量差异很大，与猪的体长密切相关，是重要的经济性状。长期以来，猪体节的数量性状一直是猪育种的重要研究方向之一，但胸腰椎数量的变异和发育转化机制仍不清楚。由于胸腰椎体节的发育过程与早期胚胎发育阶段相对应，相应体节的收集和研究存在诸多困难，导致该过程中基因表达调控机制的研究面临诸多挑战。

近日，中国科学院院士、中国科学院昆明动物研究所研究员张亚平及其团队和合作者利用单细胞测序技术，对猪的发育和肋骨形成过程中的胸腰椎进行了细胞群鉴定和基因差异表达分析。本研究通过显微操作获得了受精后第27天家猪胚胎胸腰椎交界处脊柱和肋骨原基的单细胞。结果发现，胸椎和腰椎的细胞组成无明显差异，共有6种细胞，分别为成骨细胞、成纤维细胞、软骨细胞、基质细胞、造血内皮细胞和间充质细胞。虽然胸腰椎单个细胞群的组成没有差异，但亚组的细胞数量有差异。准发育时间和RNA率分析表明，胸腰椎发育和肋骨形成主要有两个发育过程，即成骨和血管生成。进一步分析表明，Hoxa10在胸椎和腰椎中有差异表达，几乎不在胸椎细胞中表达，而在腰椎细胞中高表达，主要在成骨细胞中表达。研究发现，Hoxa10在腰椎成骨细胞中的高表达主要集中在3’UTR区域(包括hox a10-反义基因)。通过对链特异性表达的分析，发现Hoxa10的高表达主要来源于正链表达，推测抗hox a10-反义可能在胸腰椎转化过程中发挥作用。

研究结果发表在《基因组学、蛋白质组学和生物信息学》杂志上。王立刚昆明动物研究所李建波博士、中国农业科学院北京畜牧兽医研究所张龙超副研究员、中国科学院动物研究所于大伟博士、中国科学院生物物理研究所郝俊峰副研究员为本文共同第一作者。张亚平昆明动物研究所副研究员谢海兵、动物研究所博士海棠、中国农业科学院北京畜牧兽医研究所研究员王立宪为论文共同作者。(100yiyao.com)

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