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左波教授团队在肌肉生长发育表观调控研究上取得新进展
发布时间:2020-10-06

近日,国际学术期刊《恶液质、肌肉减少症和肌肉杂志》(Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle)在线发表了我校动科动医学院左波教授团队题为“lncMGPF is a novel positive regulator of muscle growth and regeneration”的最新研究成果。本研究在小鼠、猪和人中鉴定了一个新的促进肌肉生长lncRNA—lncMGPF,该lncRNA主要通过增强人抗原R(HuR)介导的肌源性调节基因mRNA稳定性以及作为miR-135a-5p分子海绵促进肌肉生长和再生。

骨骼肌是人体和动物机体运动系统组成部分,骨骼肌生长速度和重量也是农业动物生产中重要的经济性状。骨骼肌生长发育是一个复杂的过程,受到内在遗传、表观遗传和各种信号因子等的调控。长链非编码RNA(lncRNAs)是一类长度超过200nt、不能编码蛋白或只能编码短肽的RNA分子,参与调控了多种生物学过程。lncRNAs介导的表观调控在肌肉生长发育过程中起到了重要的作用,目前在肌肉中已经鉴定出了上万条lncRNAs,但大部分功能尚不清楚。

该研究团队利用前期建立的肌细胞lncRNA表达数据库,通过生物信息学分析鉴定了19个与生肌决定因子MyoD基因表达呈高度相关的lncRNAs,在此基础上筛选了一个在肌肉中高表达且受MyoD正调控的lncRNA,并命名为lncMGPF(lncRNA muscle growth promoting factor)。该lncRNA在人、猪和小鼠基因组位置以及关键功能区序列具有保守性。通过细胞水平、基因敲除模型、肌肉超表达等功能验证,团队发现了小鼠、猪和人lncMGPF具有促进肌细胞分化和肌肉生长发育的功能。lncMGPF基因敲除导致小鼠生长速度、肌肉重量和肌纤维面积显著降低,肌肉损伤修复过程延迟,而在肌肉中超表达lncMGPF可显著促进肌肉生长、增加肌纤维面积和肌肉量。在作用机制上,lncMGPF主要通过两方面调控肌生成,一是作为miR-135a-5p分子海绵,增加肌细胞增强因子2C(MEF2C)表达;二是通过调控HuR蛋白裂解促进HuR由细胞核到细胞质的迁移,增强HuR介导的肌源性调节基因MyoG、MyoD等mRNA的稳定性,进而提高肌细胞分化能力。该研究结果为肌肉生长发育研究提供了新的调节因子和表观调控机制,在动物肌肉生长性状调控与肌肉再生等领域具有潜在的应用价值。

近年来,该研究团队在肌肉生长发育lncRNAs表观调控方面取得了较系统的研究成果,先后鉴定了AK143003(Sci Rep,2017)、SYISL(PNAS,2018)、Neat1(Cell Death Dis,2019)等多个肌生成相关的lncRNAs。

我校动科动医学院博士研究生吕威和博士后靳建军为该论文的共同第一作者,左波教授为论文通讯作者。该研究得到了国家转基因重大专项、国家自然科学基金、中国博士后科学基金等资助。

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