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        張亞平課題組在家豬胸腰椎發育轉換基因表達調控研究中取得進展
        2021-11-23 來源:分子進化與基因組多樣性學科組 作者:
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          不同的家豬品種在胸椎和腰椎數量上高度可變,胸椎與腰椎數量與豬的體長密切相關,是重要的經濟性狀。長期以來,豬體節數量性狀是豬遺傳育種的重要研究方向之一,但胸腰椎數量的變異與發育轉換機制目前仍不清楚。由于胸腰椎的體節發生過程對應于早期胚胎發育階段,對相應的收集與研究存在眾多困難,導致這一過程中的基因表達調控機制研究存在諸多挑戰。 

          近期,張亞平研究團隊與合作者通過單細胞測序解析了豬胸腰椎發育和肋骨發生過程中的細胞類群鑒定與發育階段胸腰椎的基因差異表達分析。研究通過顯微操作獲取受精后27天家豬胚胎胸腰椎連接處的脊椎和肋骨原基單細胞,分析發現胸椎和腰椎在細胞組成上沒有顯著差異,均由6種類群細胞:成骨細胞,成纖維細胞,軟骨,基質細胞,造血內皮細胞,間充質干細胞。胸腰椎雖然在單細胞類群組成上并無差異,但在子類群的細胞數量上存在差異。發育擬時間和RNA速率分析發現胸腰椎發育和肋骨形成主要有兩個發育過程,為成骨作用和血管生成。進一步分析發現,Hoxa10在胸腰椎存在差異表達,其在胸椎細胞中幾乎不表達,在腰椎細胞中高表達且主要在成骨細胞中表達。發現腰椎成骨細胞Hoxa10的高表達主要集中在3’UTR區域(包含Hoxa10-antisense基因),通過鏈特異的表達分析發現Hoxa10的高表達主要來自正鏈表達,推測在胸腰椎轉換過程中存在anti-Hoxa10-antisense的作用。 

          相關工作已以Single-cell RNA-sequencing reveals thoracolumbar vertebra heterogeneity and rib-genesis in pigs為題發表于Genomics, Proteomics & Bioinformatics。中科院昆明動物所的李建波博士、中國農科院北京畜牧獸醫研究所的王立剛副研究員、中科院動物所的余大為博士、中科院生物物理所的郝俊峰副研究員和中國農科院北京畜牧獸醫研究所的張龍超副研究員為論文的共同第一作者,中科院昆明動物所的張亞平院士和謝海兵副研究員,中科院動物所的海棠博士和中國農科院北京畜牧獸醫研究所的王立賢研究員為論文的共同通訊作者。 

          上述研究得到了中國科學院戰略性先導專項(A)的資助。 

          論文全文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.gpb.2021.09.008 

           


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