基于GEO数据库筛选与水牛肌内脂肪沉积相关的候选基因及生物信息学分析

来源：中国畜牧兽医杂志2023年第11期北京时间：

作者：梁莎莎, 于农淇, 卢瑛, 李厅厅, 鄢胜飞, 黄健, 谭正准, 黄荣春, 李辉, 潘伟军, 覃广胜

单位：中国农业科学院广西水牛研究所, 广西水牛遗传繁育重点实验室, 南宁 530001

摘要：【目的】筛选与水牛肌内脂肪沉积相关的关键基因，为挖掘改善水牛肌内脂肪沉积的分子标记提供参考。【方法】通过GEO数据库下载GSE19586数据集，使用limma R语言程序包筛选广西水牛和青海牦牛36月龄背最长肌的差异表达基因（differentially expressed genes，DEGs），使用clusterProfiler R语言程序包分别对上调、下调的DEGs进行GO功能和KEGG通路富集分析，使用STRING在线软件对DEGs进行蛋白互作（PPI）网络分析，并使用Cytoscape 3.9.1软件对其结果进行可视化，筛选排名前二十的枢纽基因。【结果】本研究共筛选出254个DEGs，其中61个上调，193个下调。GO功能富集结果显示，上调DEGs主要富集于肌动蛋白-肌球蛋白细丝滑动、肌球蛋白复合体、肌球蛋白结合、甘油三酯代谢、酰基甘油代谢、中性脂代谢、细胞凋亡信号通路调控等过程；下调DEGs主要富集于短链脂肪酸代谢、不饱和脂肪酸代谢、细胞对酮的反应、细胞基质连接、脂蛋白合成及蛋白质的成熟、加工、聚合等过程。KEGG通路富集结果显示，上调DEGs主要参与代谢途径、脂肪细胞因子、胰岛素抵抗、磷酸腺苷活化蛋白激酶（AMPK）、甲状腺激素信号转导途径和碳水化合物消化吸收等信号通路；下调DEGs主要参与代谢途径、吞噬体、溶酶体、黏着斑和细胞凋亡等信号通路。PPI网络中共有116个节点和205条连线，其中上调蛋白26个，下调蛋白90个；筛选出的前20个枢纽基因分别为ACTB、PPARGC1、NR3C1、FOS、GOT2、SERPINE1、RAC1、LEP、STAT5B、HPRT1、DDC、FABP1、HDAC1、RHOA、EEF1A1、PCK1、SOD2、PRKCB、GPX1和CTGF。【结论】本研究共筛选出广西水牛和青海牦牛36月龄背最长肌DEGs 254个，挖掘到可能与水牛肌内脂肪沉积相关的候选基因MYH3、GPX1、LDLR、LEP和PCK1，为寻找改善水牛肌内脂肪沉积的分子标记提供了理论基础。

关键词：水牛;肌内脂肪沉积;差异表达基因;蛋白互作

基金资助：广西重大科技专项（桂科AA22068099-2、桂科AA22068099-9）；广西人才基地项目（桂科AD19259009）；广西自然基金项目（2022GXNSFAA035588）；国家现代农业产业技术体系广西奶水牛产业创新团队项目（nycytxgxcxtd-2021-21-01）