高低海拔藏猪背最长肌lincRNA差异分析及PLA2G16-AS功能研究

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hulianwu2009
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藏猪是优良的中国地方猪种,具有抗逆性强,生存能力强等特点。同时,藏猪也是研究哺乳动物高海拔环境适应的良好素材。现有的研究已经在基因组层面、蛋白编码基因的转录层面以及miRNA转录表达层面绘制了较为完善的藏猪分子遗传图谱。长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一类具有重要基因调控功能的非编码RNA,在多种生物学过程中起着重要的作用。然而,关于lncRNA在藏猪环境适应过程中可能存在的调控作用还有待进一步探究。因此,本研究以生活在高海拔地区和低海拔地区的成年雌性藏猪(2年龄)为研究对象,通过lncRNA测序技术对两组个体的典型骨骼肌组织(背最长肌)进行测序。对两组的测序数据进行比较,筛选出差异表达的长链基因间非编码RNA(long intergenic non-coding RNA,lincRNA)。对差异表达lincRNA进行生物信息学功能分析,筛选出潜在的具有重要功能的反义lncRNA(TCONS00039686)进行后续基因调控功能验证。本研究结果如下:(1)lncRNA分析结果显示,共有7个lincRNA差异表达,其中4个在高海拔组上调,3个在高海拔组下调。Cis和trans分析结果表明,在高海拔组上调的lincRNA主要与跨膜运输和离子运输相关,在高海拔组下调的lincRNA则主要与免疫反应相关。(2)比较各差异lincRNA功能分析的结果,trans结果显示,TCONS00039686的靶基因中具有最高比例的差异表达基因。Cis的分析结果显示,TCONS00039686是少有的具有cis调控基础的lncRNA,且其与能量代谢相关基因PLA2G16序列互补,是潜在的反义lncRNA。综合考虑,选择TCONS00039686作为后续深入研究的候选lincRNA。(3)链特异性反转录PCR实验结果显示,TCONS00039686是PLA2G16基因的反义链lncRNA,因此本研究将其命名为PLA2G16-AS。另外,对PLA2G16-AS进行序列保守分析发现,猪PLA2G16-AS序列的物种间保守性较低。(4)通过构建组织表达谱发现PLA2G16-AS和PLA2G16表现出相似的表达模式,且相关性分析表明二者的表达量高度正相关。(5)在PK-15细胞中进行PLA2G16-AS的敲低和过表达实验,结果显示,在成功过表达PLA2G16-AS后,能量代谢相关基因PLA2G16 mRNA的表达量显著上调,而在敲低PLA2G16-AS的表达量后,PLA2G16 mRNA的表达量显著下调。(6)内源性核糖核酸酶保护分析实验显示PLA2G16和PLA2G16-AS形成了RNA二链体,且mRNA的稳定性分析结果显示,过表达PLA2G16-AS可以增加PLA2G16mRNA的稳定性,这表明PLA2G16-AS可能通过与PLA2G16形成二链体的形式增强PLA2G16 mRNA的稳定性,从而调控猪体内PLA2G16的表达水平。综上所述,高低海拔地区的两组藏猪群体在全基因组lincRNA表达水平上存在差异,其变化可能与藏猪的环境适应相关。PLA2G16-AS可能通过调控PLA2G16基因的表达来影响藏猪背最长肌的能量代谢过程,帮助藏猪更好的适应环境。
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