牛骨骼肌卫星细胞发育过程中的转录组和翻译组联合分析

来源：中国畜牧兽医杂志2024年第11期北京时间：

作者：马苏芳, 杨雯晴, 张冰冰, 郭若楠, 许赢心, 张林林, 郭益文, 胡德宝, 郭宏, 丁向彬, 李新

单位：天津农学院动物科学与动物医学学院, 天津市农业动物繁育与健康养殖重点实验室, 天津 300384

摘要：【目的】 利用转录组测序(transcriptome sequencing，RNA-Seq)和全长翻译组测序(ribosome-nascent-chain-complex sequencing，RNC-Seq)分析比对转录和翻译两个不同水平上牛骨骼肌的生长发育过程，解析其发育特征和规律，并筛选出可能在转录组和翻译组共同参与牛肌肉生长发育过程的关键基因，为后续功能基因的筛选和利用提供目标靶点。【方法】 采集4月龄牛胚胎的骨骼肌卫星细胞的增殖期(proliferative period，GM)和分化期第2天(the second day of differentiation，DM2)的样品进行RNA-Seq和RNC-Seq分析，对其差异表达基因进行生物信息学分析，从翻译调控的角度分析与骨骼肌发育相关的差异基因。【结果】 BSMSCs的DM2期相较于GM期差异基因筛选表明，转录组共筛选获得2 808个差异基因(上调基因1 749个，下调基因1 059个)，翻译组共筛选获得3 740个差异基因(上调基因1 769个，下调基因1 971个)，转录组和翻译组共有的差异表达基因725个，其中表达趋势相同的基因618个，表达趋势相反的基因107个。功能富集分析获得103个与骨骼肌发育相关的基因。进一步深入分析发现，转录水平的调控和翻译水平的调控具有相对独立性，且翻译调控对转录调控具有一定的回调作用，筛选获得了22个与牛肌肉的生长发育密切相关的标靶基因(CDK1、SERPINE1、THBS1、IGFBP3、CNB1、GADD45A、CYCS、CDK2、CCND1、CCNE2、ZMAT3、ACTB、ACTA1、TNNT1、MYH7、ACTG1、TUBA1C、TNNC1、KIF20A、TUBB4B、MYL3、TUBB3)及13个存在翻译回调现象的关键基因(GREM1、EGR1、SFRP4、NKD2、DKK3、IGFBP3、CTSK、ITGAV、CTSV、CDKN1A、SESN3、GADD45A、ZMAT3)。【结论】 本研究筛选获得了22个可能与牛肌肉的生长发育密切相关的关键基因和13个存在翻译回调的关键基因，为进一步利用分子手段调节牛肌肉生长发育过程及进行新品种培育提供了重要的靶点。

关键词：牛骨骼肌卫星细胞;转录组测序;全长翻译组测序;生物信息学

基金资助：国家自然科学基金(31501939);天津市自然科学基金(16JCZDJC33300)