RNA揭示不同品種豬肌肉發(fā)育的m6A RNA甲基化差異

豬作為主要的肉類來源和人類疾病的理想模型，其肌肉發(fā)育研究對(duì)于農(nóng)業(yè)和生物醫(yī)學(xué)都至關(guān)重要。商業(yè)品種（commercial breeds，瘦肉型）和本土品種（indigenous breeds，肥胖型）之間在肌肉生長(zhǎng)上存在的表型差異，為鑒定肌肉發(fā)育中的關(guān)鍵基因和通路提供了模型。盡管已經(jīng)在轉(zhuǎn)錄水平上對(duì)豬肌肉進(jìn)行了廣泛的測(cè)序研究，但針對(duì)轉(zhuǎn)錄后調(diào)控，尤其是表觀遺傳修飾的高通量測(cè)序研究仍然較少。m6A作為真核生物mRNA中豐富的轉(zhuǎn)錄后修飾，幾乎調(diào)控mRNA代謝的所有方面，包括轉(zhuǎn)錄、pre-mRNA處理、翻譯和降解。m6A修飾由一組"writers"酶復(fù)合體催化，包括甲基轉(zhuǎn)移酶樣3（METTL3）、METTL14、Wilms腫瘤相關(guān)蛋白（WTAP）和ZC3H13。m6A修飾可以由"erasers"酶如FTO和ALKBH5動(dòng)態(tài)可逆。m6A修飾通過多種機(jī)制促進(jìn)mRNA翻譯。在mRNA穩(wěn)定性調(diào)控方面，m6A主要通過YTHDF2促進(jìn)mRNA降解。近期研究發(fā)現(xiàn)m6A的替代作用，即IGF2BP蛋白介導(dǎo)其增強(qiáng)mRNA穩(wěn)定性和保守功能。

研究了N6-甲基腺苷（m6A）RNA修飾在大約克豬（Large White, LW）和寧鄉(xiāng)豬（Ningxiang, NX）肌肉發(fā)育差異中的調(diào)控作用。研究通過MeRIP-seq技術(shù)揭示了m6A甲基化模式，并發(fā)現(xiàn)m6A修飾在肌肉細(xì)胞發(fā)育、肌原纖維、細(xì)胞周期和磷酸酶調(diào)節(jié)活性等方面對(duì)肌肉發(fā)育的新生兒階段具有調(diào)控作用。

特別地，研究指出m6A修飾通過YTHDF2依賴性方式加速了特定肌肉特異性跨膜蛋白WFS1降解，并鑒定出一個(gè)單核苷酸多態(tài)性（SNP）位點(diǎn)C21551T，該位點(diǎn)在WFS1基因的一個(gè)外顯子中，導(dǎo)致LW和NX豬中WFS1表達(dá)水平的差異。深 本研究鑒定了大約克豬（Large White, LW）和寧鄉(xiāng)豬（Ningxiang, NX）不同品種新生仔豬肌肉發(fā)育過程中的差異表達(dá)基因，并通過MeRIP-seq繪制了m6A甲基化模式。研究結(jié)果表明，m6A修飾在肌肉發(fā)育的新生仔豬階段調(diào)控肌肉細(xì)胞發(fā)育、肌原纖維、細(xì)胞周期和磷酸酶調(diào)節(jié)活性。且LW和NX豬中差異表達(dá)基因主要富集在參與蛋白質(zhì)合成通路中。對(duì)MeRIP-seq和RNA-seq數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合分析，共鑒定出27個(gè)差異表達(dá)且m6A修飾基因。還鑒定出一種典型的肌肉特異性包膜跨膜蛋白WFS1，在LW和NX豬中通過m6A修飾被差異調(diào)控，進(jìn)一步揭示了m6A修飾以YTHDF2依賴方式加速了WFS1降解。鑒定了WFS1一個(gè)外顯子中的C21551T導(dǎo)致m6A甲基化變化，從而影響LW和NX豬中的WFS1表達(dá)水平差異。本研究對(duì)NX和LW豬在新生仔豬肌肉發(fā)育期間的m6A修飾進(jìn)行了全面分析，并闡明了m6A修飾對(duì)這兩個(gè)品種WFS1差異表達(dá)的調(diào)控機(jī)制。

材料方法 樣本：3只5日齡的NX豬和3只5日齡的LW豬樣本，從新生仔豬的背長(zhǎng)肌中分離出肌肉細(xì)胞，并提取RNA。 技術(shù)平臺(tái)：MeRIP-Seq分析、RNA-seq

易小結(jié)

本研究通過MeRIP-seq分析，研究人員發(fā)現(xiàn)在LW和NX豬肌肉中存在差異表達(dá)基因，并且這些基因主要富集在蛋白質(zhì)合成通路中。聯(lián)合分析MeRIP-seq和RNA-seq數(shù)據(jù)，鑒定出27個(gè)差異表達(dá)且m6A修飾基因，其中WFS1基因在LW和NX豬中通過m6A修飾被差異調(diào)控。研究人員進(jìn)一步揭示了m6A修飾通過YTHDF2依賴性方式加速WFS1降解。并識(shí)別了一個(gè)SNP位點(diǎn)C21551T，該位點(diǎn)在WFS1基因的一個(gè)外顯子中，導(dǎo)致LW和NX豬中WFS1表達(dá)水平的差異。

研究結(jié)果表明，m6A修飾通過影響WFS1 mRNA降解率來調(diào)控WFS1基因表達(dá)，并發(fā)現(xiàn)WFS1基因中的一個(gè)SNP位點(diǎn)能夠影響m6A修飾發(fā)生。這個(gè)SNP位點(diǎn)可能作為提高肉類生產(chǎn)性狀的潛在遺傳標(biāo)記，同時(shí)也為由WFS1突變引起的沃爾夫拉姆綜合征（Wolfram syndrome）的潛在機(jī)制提供了新見解。