日前，淡水漁業(yè)研究中心遺傳育種研究室董在杰研究員的魚(yú)類遺傳育種團(tuán)隊(duì)在首次獲得鯉igf3基因的基礎(chǔ)上，繼續(xù)開(kāi)展該基因的功能及其調(diào)控機(jī)理的研究并取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究成果“Long noncoding RNA and mRNA expression profiles following igf3 knockdown in common carp, Cyprinus carpio.”在自然集團(tuán)旗下期刊《Scientific Data》(IF5.305)上在線發(fā)表，第一作者為南京農(nóng)業(yè)大學(xué)無(wú)錫漁業(yè)學(xué)院博士生宋飛彪，通訊作者為董在杰研究員。全文網(wǎng)址： https://doi.org/10.1038/sdata.2019.24。
研究團(tuán)隊(duì)利用dsRNA干擾技術(shù)建立igf3基因被敲降的鯉活體模型，通過(guò)60天的連續(xù)干擾實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)igf3基因被敲降后，對(duì)鯉幼魚(yú)的生長(zhǎng)性能無(wú)顯著性影響，但是能顯著抑制卵巢和精巢的發(fā)育，并顯著影響促性腺激素和固醇類性激素的分泌。對(duì)腦/下丘腦-垂體-性腺軸相關(guān)基因的表達(dá)情況分析發(fā)現(xiàn)，igf3基因能顯著降低IGF家族基因在腦/下丘腦-垂體-性腺軸的表達(dá)。根據(jù)相關(guān)基因的表達(dá)情況，推測(cè)igf1和igf3基因可能通過(guò)相同的途徑調(diào)節(jié)鯉性腺發(fā)育，并且可能是通過(guò)垂體-性腺軸發(fā)揮調(diào)節(jié)作用；igf2基因可能是通過(guò)腦-性腺軸發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。并對(duì)該模型進(jìn)行高通量測(cè)序。分別從對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組中鑒定出327169410個(gè)和306305018個(gè)clean reads。經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的篩選，RNA-seq獲得了14199個(gè)lncRNAs和106932個(gè)mRNAs轉(zhuǎn)錄本，其中124個(gè)和353個(gè)lncRNAs和mRNAs差異表達(dá)。GO分析顯示這些差異表達(dá)的lncRNAs靶基因和mRNAs與細(xì)胞內(nèi)雌激素/雄激素受體信號(hào)傳導(dǎo)通路和雌雄性腺發(fā)育有關(guān)。KEGG分析表明，這些差異表達(dá)的lncRNAs靶基因和mRNAs與Wnt、PI3K-Akt和TGF-β三種特異性信號(hào)通路有關(guān)，并且在這三種信號(hào)通路涉及到一些相同的差異表達(dá)基因，表明igf3基因可能通過(guò)IGF/Wnt/PI3K-Akt/TGF-β信號(hào)通路發(fā)揮作用。LncRNA-mRNA共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)顯示，igf3基因被干擾后，上調(diào)了lncRNA MSTRG.42108的表達(dá)表達(dá)水平，繼而誘導(dǎo)了細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶、TBX18、FGFR2、絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶基因家族等基因的表達(dá)，進(jìn)而影響性腺細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑、細(xì)胞周期、分化、支持細(xì)胞以及生殖細(xì)胞分化，并最終調(diào)節(jié)性腺發(fā)育。結(jié)果提示，lncRNA MSTRG.42108可能是igf3基因的負(fù)調(diào)控因子，在igf3基因被干擾后性腺的發(fā)育中起重要作用。