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猪肉是我国人民动物蛋白主要来源,猪肉的主要组成部分是骨骼肌,因此骨骼肌生长发育的遗传机制成为猪遗传改良工作者研究的重点之一。骨骼肌生长发育过程是一个十分复杂的过程,受到大量基因的调控。其中TEA domain family member1(Tead1)基因在小鼠上是一个调节肌肉特异基因表达的重要转录因子,其含有一个可与肌肉特异的顺式作用元件M-CAT结合的TEA结构域,可调控多个肌肉特异表达基因,在肌肉的发育过程中起重要的调控作用。本课题组围绕猪的transcriptional enhancer factor1(TEAD1)基因开展了一些研究工作,邢双硕士在国内外猪品种中的时空表达模式分析发现该基因呈现组织广泛表达特征,但在骨骼肌中表达最为丰富,在从胚胎期(33d,65d,90d)到出生后(1日龄)和成年各时期骨骼肌组织中,该基因的表达量逐渐增加;王凤丽硕士利用小鼠成肌细胞系C2C12模型研究发现,Tead1基因在C2C12细胞不同分化时期的表达量,发现随着分化时间的延长,Tead1基因呈上调表达;在C2C12细胞系中超表达Tead1基因后引起Myh4基因表达量的上调,进一步说明了Tead1基因主要参与了C2C12细胞的分化;邱海芳博士利用ChIP-on-chip方法,钓取了小鼠的TEF-1下游靶基因745个并进行了部分靶基因的验证;孙玲博士、王云洁硕士和王凤丽硕士分别验证了其中的FoxO3a,Fzr1,Ankrd42,Ndufa6,mrpl21,Rps6ka2,Nudt6基因。前期的研究结果充分说明Tead1是一个重要而广泛的转录因子,参与多个靶基因和多个通路的转录调控。本研究基于前期的研究结果,进一步筛选和验证Tead1的靶基因,拟进一步揭示Tead1的调控通路及功能,目前取得的研究成果如下: (1)在本课题组利用ChIP-on-chip实验方法钓取的TEF-1下游靶基因中选取了所有参与到TGF-beta信号通路的基因,通过TESS软件对它们进行了启动子结合位点预测,这些基因中Rps6ka2基因和FZR1已经被本实验室验证为TEF-1的靶基因。结果显示,Rps6ka2,RhoA和Tcta基因的启动子区有TEF-1的结合位点。 (2)通过应用经典的转录因子研究方法,使用转录因子超表达、干扰转录因子表达,结合本课题组之前已完成的启动子活性分析、EMSA等实验结果,验证靶基因。将已经构建好的TEF-1超表达载体和TEF-1干扰RNA转染细胞后,通过荧光定量PCR检测目的基因表达量的变化。发现Rps6ka2表达量受到TEF-1的上调而Tcta的表达受到TEF-1的抑制。而TEF-1的表达量变化,没有引起Fzr1和RhoA基因表达量的显著改变。 (3)研究了Tead1对靶基因的调控作用及其在TGF-beta信号通路中的作用。构建了小鼠Tcta超表达载体。在C2C12细胞中超表达Tcta发现CCNG2的表达量显著下调,而FoxO3a基因的表达量只是轻微下调。综上所述,Tead1会通过上调促进TGF-beta信号传递的基因表达,并且抑制阻碍TGF-beta信号传递的基因表达,以此正向调节TGF-beta信号通路。 (4)在黄陂大白试验群体中对Rps6ka2基因进行多态与性状关联分析,结果发现,RPS6KA2基因与猪的达100kg日龄这一代表生长速度性状存在显著相关的趋势。 本研究利用结合预测,靶基因参与的信号通路分析以及基因的功能研究等多方面的资源来筛选与肌肉生长发育存在潜在相关性的靶基因。然后,通过生物信息学预测,超表达,干扰等多种方法对靶基因进行验证,并进行功能研究。一方面,该研究进一步完善了本课题组的部分前期研究结果;另一方面,深入的探讨Tcta和Rps6ka2基因在猪和小鼠的肌肉生长发育过程中的作用,为揭示Tcta和Rps6ka2基因功能奠定了基础。