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我校与多家科研单位合作完成的绵羊基因组学和转录组学研究成果

在《科学》杂志上在线发表


添加时间:2014-06-11 16:48:26 来源:动物科学学院 通讯员:曹琪娜

    6月6日,由中科院昆明动物研究所、深圳华大基因研究院、西北农林科技大学、内蒙古农业大学、澳大利亚联邦科工组织、英国罗斯林研究所、法国农业科学研究院,美国犹他州立大学、美国贝勒医学院等26家单位,合作完成的绵羊基因组学和转录组学研究成果“The Sheep Genome Illuminates Biology of the Rumen and Lipid Metabolism”在《科学》杂志上在线发表http://www.sciencemag.org/content/344/6188/1168.abstract?sid=92112797-e8f6-4618-9f3a-1822fb4ce951)。
    该项成果的发表,标志着我校科技合作与协同创新再创佳绩。作为科研项目的两位主要参与者,付绍印成为我校第一个在《科学》上发表论文的博士研究生;动物科学学院张文广教授早于2012年12月率先完成了世界上第一个山羊的参考基因组构建和分析工作。
    资料显示,绵羊作为一种重要的反刍家畜,其遗传学研究一直是动物遗传育种领域的重要内容。绵羊的第一张常染色体连锁图谱发表于1995年,正式作为国际性合作的基因组研究计划启始于2006年。2009年,中国科学家团队采用De Novo技术成功组装了绵羊参考基因组,极大加速了绵羊基因组研究的进程。
    2010年,我校张文广教授在深圳召开的反刍动物基因组学术讨论会上发表主旨报告,建议将牛、绵羊和山羊基因组信息整合,作为国际上研究反刍家畜基因组研究的重要议题。随后,科研人员系统比较了三个物种的基因组和转录组数据,并参考了非反刍动物肝脏的基因芯片和转录组信息,确定了以肝脏和皮肤作为绵羊基因组信息挖掘的着力点。最终,本研究利用比较基因组学和转录组学方法,对绵羊基因组进行分析,鉴定出一系列反刍动物特有的基因家族扩张事件、基因结构变异和基因表达的组织特异性变化,并报道了与反刍动物独特的消化系统和脂类代谢相关联的绵羊特异基因的进化历程。
    我校动物遗传育种与繁殖重点实验室在绵羊皮肤和瘤胃等转录组数据的积累帮助科学家鉴定了所有在皮肤中表达的脂质代谢相关基因,发现绵羊皮肤中高表达单酰甘油-O-酰基转移酶MOGAT2和MOGAT3,且这两个基因分别发生了反刍动物特有的基因重复。人体中MOGAT3酶是小肠粘膜细胞通过甘油一酯途径合成脂肪的关键限速酶,也是重要的肝酶,从未被发现在皮肤中表达。我校博士研究生付绍印同学实验验证了上述发现。MOGAT2/3在绵羊皮肤中特异高表达,预示甘油三脂分解生成羊毛脂所产生的甘油一脂,可在皮肤中直接被回收重新生成甘油三脂,并将甘油运输回肝脏进行磷酸化,再运输回皮肤以重复合成甘油三脂,从而增加了绵羊皮肤中回收甘油骨架的代谢合成效率。
    绵羊参考基因组的发布和分析,不仅带来对反刍动物生物学的崭新认识,还将推动绵羊基因组重测序项目和更多绵羊经济性状基因的鉴定工作,研究人员将有更多的基因组信息揭示性状的遗传机理和更好的分子育种工具来促进绵羊的选育。

[责任编辑:彭静]


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