全基因组染色质可及性与肉兔选择信号：解锁家兔骨骼肌发育关键调控奥秘

《BMC Genomics》：Genome-wide chromatin accessibility and selective signals of meat rabbits reveal key Cis-regulatory elements and variants during postnatal development of skeletal muscles in rabbits

为探究家兔骨骼肌发育的遗传调控机制，绵阳师范学院研究人员利用 ATAC-seq 等技术，发现关键顺式调控元件和变异，助力肉兔育种研究。

　　

家兔骨骼肌发育研究：从遗传迷雾到调控解锁

在追求健康饮食的当下，兔肉凭借高蛋白、低胆固醇和低脂肪的优势，成为餐桌上的热门选择。家兔骨骼肌的生长和肉质，作为肉兔养殖的核心指标，直接关乎养殖效益。然而，在这一重要领域，仍存在诸多谜团。虽然已知骨骼肌发育分为产前和产后阶段，产前主要是肌纤维数量增加，产后则涉及肌纤维直径、长度变化，以及运动功能和风味物质沉积等复杂过程，但相比其他常见家畜，家兔骨骼肌发育过程中的基因组状态却鲜为人知。此前，虽有研究揭示了部分遗传因素对骨骼肌产前发育的调控作用，如 microRNAs、lncRNAs 和 circular RNAs 在转录后层面的调控，以及全基因组关联研究发现的影响生长性状的遗传变异，但对于家兔骨骼肌发育的整体认知，尤其是表观遗传学层面，仍存在巨大空白。

为填补这一空白，绵阳师范学院现代育种发展技术研究中心的研究人员展开了深入探索。他们以新西兰白兔为研究对象，在其出生（D1）、断奶（D35）和成年（D75）三个关键时间点采集腿部骨骼肌样本，通过一系列实验，旨在揭示家兔骨骼肌发育的分子机制。相关研究成果发表在《BMC Genomics》杂志上。

研究人员运用了多种先进的技术方法。在样本处理上，从不同生长阶段的家兔获取骨骼肌组织，用于后续实验。关键技术方面，采用转座酶可及染色质高通量测序（ATAC-seq）技术，检测染色质可及性；利用足迹分析探究转录因子（TFs）与 DNA 的结合情况；通过选择信号分析，筛选出可能对家兔骨骼肌发育有重要影响的遗传位点。

在研究结果上，首先是组织学分析与 ATAC-seq 检测。H&E 染色显示，家兔出生后肌纤维直径显著增加，形状也逐渐从椭圆变为规则多边形。ATAC-seq 结果表明，研究获得了高质量的全基因组染色质可及性数据，共鉴定出 126,959 个可及染色质区域（ACRs），这些区域广泛分布于基因组，且与基因密度呈正相关。

其次是 ACRs 的保守性分析。研究发现，ACRs 在兔与人的基因组之间存在不同程度的保守性，高度保守（HC）的 ACRs 倾向于分布在转录起始位点（TSS）附近，且在兔和人的基因组中具有较高的染色体共线性。GO 和 KEGG 分析显示，HC 区域附近的基因显著富集在组织发育、细胞通讯调节和神经系统发育等过程，以及肌肉细胞细胞骨架、干细胞多能性调节信号通路和 MAPK 信号通路等。

再者是骨骼肌发育过程中染色质可及性的动态分析。主成分分析（PCA）表明，不同生长阶段的样本具有明显不同的染色质状态。从 D1 到 D35，染色质可及性普遍增加；从 D35 到 D75，则普遍降低。聚类分析发现，不同动态模式的 ACRs 在骨骼肌发育中发挥不同作用，如在代谢、基因转录、骨骼肌发育、神经元发育和信号转导等方面。

然后是 ATAC-seq 与转录组数据的整合分析。通过整合数据，研究人员确定了基因的不同顺式调控类型，包括启动子主导（PD）、增强子主导（ED）和启动子 - 增强子共调控（PEC）。其中，ED 基因主要参与神经元发育，PD 基因主要参与细胞周期调控。

最后是足迹和选择信号分析。足迹分析发现了多个在不同发育阶段有显著结合差异的 TFs，如 IRF7 等。选择信号分析筛选出了一些位于 TF 结合位点的单核苷酸多态性（SNPs），其中 Chr13:12144967 A->G 这一 SNP 位于关键肌肉 TF PRDM1 的结合位点，且在不同品种家兔中的等位基因频率存在显著差异，可能影响附近 TRL6 和 ZSWIM5 基因的表达。

综合研究结果与讨论，该研究首次全面评估了家兔骨骼肌中激活的基因组区域，发现染色质可及性是调节家兔骨骼肌发育的关键表观遗传因素。研究还揭示了不同顺式调控类型基因的功能差异，以及一些关键 TFs 和 SNP 在骨骼肌发育中的潜在作用。这些发现为理解家兔骨骼肌发育的分子机制提供了重要依据，有助于进一步探索肉兔生长调控的方法，为肉兔育种实践提供了有价值的参考，有望推动肉兔产业的发展，提高肉兔养殖的经济效益。