论文部分内容阅读
高温引起机体一系列的全身性非特异性反应称为热应激。热应激是一个复杂的生理过程,目前对鸡热应激的生理和病理变化已有了一定的研究报道。但对于影响和调控这一生理过程的分子机制缺乏系统的研究。本实验利用全基因组表达谱芯片检测鸡热处理前后的差异表达基因,并利用生物信息学方法分析其功能及相互之间的网络关系。旨在了解鸡热应激的分子机制,为筛选耐热性相关候选基因提供依据。
将24只(公母各半)8日龄雏鸡平均分为两组,每组12只。人工气候条件下,热应激组为40±1℃处理3小时,对照组为28±1℃。分别采集两组鸡大脑、肝脏和腿肌组织。利用全基因组表达谱芯片检测3种组织中的差异表达基因,选取其中10个基因,采用QRT-PCR方法进行验证并对相关的差异表达基因进行生物信息学分析。结果表明:
在大脑组织中有162个显著变化的差异表达基因(│change times│≥2,Q ≤5%),其中129个基因有完全基因注释,有39个生物学过程发生改变,其中与热应激有关的蛋白质折叠、热应激应答、细胞氧化还原稳态、蛋白质聚合、抗凋亡等过程表现为显著上调,而免疫应答与抗原递呈、细胞分裂发育则为显著下调;18个通路发生显著改变,其中显著上调的有钙信号通路和MAPK信号通路,下调的是脂类代谢和转化生长因子信号传导途径。
在肝脏组织中有339个基因在热应激前后发生显著改变,37个生物学过程发生了显著改变,其中与热应激有关并显著上调的主要有氧化还原反应过程、蛋白质折叠、抗凋亡过程,细胞周期、细胞增殖表现为显著下调;显著上调的信号通路包括钙离子信号通路和多种代谢通路,类固醇化合物的合成和细胞周期活动则显著下调。
在热应激前后,腿肌组织中有209个具有完全基因名称和注释的基因发生了显著改变,参与的生物学过程有31个,其中与热应激有关的蛋白质折叠以及代谢调节、细胞凋亡负调节、氧化还原反应、DNA修复正调节等生物学过程显著上调,细胞凋亡、细胞生长信号途径则显著下调;在腿肌中显著改变的Pathway中P53信号通路、MAPK信号通路和多种代谢途径上调,而下调的有细胞周期和转化生长因子信号途径。
实验结果揭示了鸡在热应激情况下,基因组整体表达发生变化,不同组织具有特异性的表达模式,3种组织中多个热应激蛋白家族基因被诱导上调表达;蛋白质折叠、抗凋亡过程、氧化还原反应等生物学过程增强;MAPK信号通路增强,而细胞周期和转化生长因子信号通路被抑制。