绘制猪骨骼肌发育动态剪接图谱并揭示骨骼肌中可变剪接的复杂调控机制

　　

　　

近日，国际著名综合性学术期刊《先进科学(Advanced Science)》在线发表了基因组所(大鹏湾实验室)唐中林团队的最新研究论文"The Spatial-Temporal Alternative Splicing Profile Reveals the Functional Diversity of FXR1 Isoforms in Myogenesis"。该研究对猪骨骼肌生长发育过程中可变剪接变化进行了全面解析，并探讨了肌肉发育相关可变剪接在不同物种间功能和调控机制的保守性。

可变剪接（AS）是一种普遍存在的转录后调控机制，哺乳动物基因组中超过95%的多外显子基因通过可变剪接形成多个转录本。由同一基因生成的不同转录本通常编码功能不同或相反的蛋白质，这显著促进了蛋白质的多样性。AS通常表现出细胞类型或组织特异性的剪接模式，在细胞分化、组织发育和器官功能的维持中发挥重要作用。与其它组织相比，组织特异性AS事件在肌肉组织中显著富集，表明AS在骨骼肌生长发育中具有重要作用。

图1 | 猪骨骼肌生长发育可变剪接图谱

高通量转录组测序极大地扩展了人们对骨骼肌生长发育中基因表达调控的认识。在该研究中，研究人员利用团队前期积累的猪骨骼肌27个生长发育时间点以及10种组织的大规模转录组数据，观察到了在猪骨骼肌生长发育过程中3000多个动态可变剪接事件（图1），发现了280个骨骼肌特异的剪接事件，最终确定49个骨骼肌特异且与发育相关的剪接事件（图2）。该研究以Fxr1基因的15号跳跃性外显子为例，探究了由15号外显子剪接所产生的不同Fxr1异构体在肌生成（myogenesis）和肌肉再生（regeneration）中的差异功能及其调控机制（图3），阐述了其如何通过不同的剪接方式，增加同一基因不同蛋白异构体功能的多样性，最终影响骨骼肌生长发育的分子机制。

图2 | 猪不同组织可变剪接分析

图3 | FXR1的不同剪接异构体在肌生成和肌肉再生中的调控功能

总之，该研究鉴定了肌肉特异性可变剪接事件并阐明其在骨骼肌生长发育中的作用机制，为骨骼肌中的可变剪接研究提供了丰富的资源，为猪产肉性状的遗传改良提供新的候选基因和理论依据。

基因组所(大鹏湾实验室)唐中林研究员、杨亚岚副研究员为论文的共同通讯作者。基因组所(大鹏湾实验室)和华中农业大学联合培养博士王伟为论文第一作者；基因组所(大鹏湾实验室)和华中农业大学联合培养博士生范新浩、基因组所(大鹏湾实验室)和广西大学联合培养硕士刘玮玮为论文共同第一作者。崖州湾国家实验室首席科学家、华中农业大学赵书红教授给予了指导。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金以及中国农业科学院重大任务等项目资助。

原文链接：http://doi.org/10.1002/advs.202405157