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胎兒期骨骼肌生長發育研究揭示綿羊早期肌肉發育的生物學特征和分子機制
2020-04-07 16:59   生物技术研究所

作爲人類食物蛋白質的主要來源,家畜肌肉産量和品質的不斷提高始終是畜牧業生産和研究的一項重大課題。家畜骨骼肌發育始于胚胎期,在胎兒階段就決定了終生肌纖維的數量,而肌纖維的數量是決定或影響家畜産肉性能的重要因素,因此胎兒期肌纖維生長發育對家畜産肉性狀的形成至關重要。

新疆畜牧科學院生物技術研究所承擔的國家自然科學基金新疆聯合基金重點課題“綿羊骨骼肌纖維形成的生物學特征與分子機制研究”,經過曆時四年的工作,全面、系統地分析了家畜胎兒期32-135天、共7個時間段肌纖維形成、分化、融合、成熟、生長的組織細胞學特征和分子機制。研究發現,32天胎兒的骨骼肌主要由成肌細胞組成,從45天開始,大部分成肌細胞分化、融合形成初級纖維;到55天,初級纖維融合形成肌管,開始呈現骨骼肌纖維的特征性組織結構,這是肌纖維的第一次融合,肌細胞融合的一些關鍵基因,如myogenin,MEF2D、Myomaker等在這一時期的表達達到峰值。肌纖維的第二次融合發生在75-85天,此時肌肉組織結構已經形成,肌纖維高度融合,肌纖維融合的一些關鍵基因在該階段再次升高達到第二個表達峰值。由于肌纖維融合率是影響産肉量的重要因素,因此,認識家畜胎兒期肌纖維融合的特征和規律,對調控肌肉生長發育意義重大。肌纖維發育分子機制研究發現,早期發育階段,Pax7、MRFs、TGF-β對成肌細胞分化、初次融合、初級、次級纖維形成發揮重要作用,上述基因之間的相互協同和拮抗,調控綿羊胎兒肌纖維形成,而Myogenin、MEF2D/2C、Myomaker、NFAT等則在二次融合過程發揮主要作用。轉錄組和蛋白質組學分析挖掘了一批參與調控發育過程的候選基因,該研究爲深入解析綿羊肌纖維生長發育的分子機制打下了基礎。

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