肥胖问题的表观遗传密码:DNA甲基化如何调控鸡脂肪沉积

《BMC Genomics》:Abnormal DNA methylation of EBF1 regulates adipogenesis in chicken

【字体: 时间:2025年03月21日 来源:BMC Genomics 3.5

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  本研究聚焦肥胖问题,探究鸡脂肪沉积的DNA甲基化机制,揭示EBF1基因的甲基化水平与其表达的负相关性,为理解脂肪生成提供新视角,助力肥胖防治。

  肥胖作为一种全球性健康问题,其发病率不断攀升,给公共卫生带来了巨大挑战。肥胖不仅影响个人的生活质量,还与多种慢性疾病如糖尿病、心血管疾病等密切相关。在畜牧业中,家禽脂肪含量的调控也具有重要的经济意义。为了深入探究肥胖的分子机制,特别是表观遗传调控在脂肪沉积中的作用,华南农业大学的研究人员开展了一项开创性的研究,旨在通过全基因组亚硫酸盐测序(WGBS)和转录组测序(RNA-seq)技术,揭示鸡腹部脂肪组织中DNA甲基化与脂肪生成的关系。这项研究不仅为理解脂肪沉积的分子机制提供了新的理论依据,也为家禽育种和肥胖防治提供了潜在的靶点。研究成果发表在国际知名期刊《BMC Genomics》上,为相关领域的研究者提供了宝贵的数据和见解。
肥胖问题的全球性挑战 肥胖已经成为全球性的健康危机,其发病率在过去几十年中急剧上升。据2015年的统计数据显示,全球有1.077亿儿童和6.037亿成人患有肥胖症。自1980年以来,超过70个国家的肥胖患病率翻了一番,而其他国家的肥胖率仍在持续上升。肥胖不仅是导致糖尿病、心血管疾病、骨关节炎和癌症等慢性疾病的重要因素,还对个人的生活质量产生了深远的负面影响。在畜牧业中,家禽脂肪含量的调控也具有重要的经济意义。然而,目前对于脂肪沉积的分子机制,尤其是表观遗传调控机制的理解仍然有限。
华南农业大学的研究突破 为了深入探究肥胖的分子机制,特别是表观遗传调控在脂肪沉积中的作用,华南农业大学的研究人员开展了一项开创性的研究。他们通过全基因组亚硫酸盐测序(WGBS)和转录组测序(RNA-seq)技术,对100日龄的高脂和低脂鸡腹部脂肪组织进行了分析,揭示了DNA甲基化与脂肪生成的关系。研究发现,低脂组鸡的EBF1基因DNA甲基化水平较低,而其mRNA表达水平较高,且EBF1基因的表达受到DNA甲基化状态的调控。进一步的细胞实验表明,EBF1基因的表达能够通过PPARγ通路影响鸡脂肪细胞的分化,从而调控脂肪生成。
关键实验技术与样本来源 在本研究中,研究人员采用了全基因组亚硫酸盐测序(WGBS)和转录组测序(RNA-seq)技术来分析鸡腹部脂肪组织中的DNA甲基化和基因表达情况。样本来源于100日龄的高脂和低脂鸡,共选取了12只鸡进行实验,分为高脂组(HF)和低脂组(LF),每组6只。通过对这些样本的分析,研究人员能够全面了解DNA甲基化与脂肪生成之间的关系。
研究结果揭示DNA甲基化与脂肪生成的关联 研究人员通过对高脂和低脂鸡腹部脂肪组织的WGBS分析,发现低脂组鸡的DNA甲基化水平整体高于高脂组。进一步的分析揭示了1877个差异甲基化区域(DMRs),其中56.05%为低甲基化,43.95%为高甲基化。这些DMRs主要位于内含子和远端基因间区域,且与脂代谢相关的基因如SLC45A3、EBF1、PLA2G15和ACAD9等存在关联。通过与RNA-seq数据的联合分析,研究人员发现EBF1基因的DNA甲基化水平与mRNA表达水平呈负相关。在低脂组中,EBF1基因的DNA甲基化水平较低,而其mRNA表达水平较高。此外,研究人员还发现EBF1基因的表达能够通过PPARγ通路影响鸡脂肪细胞的分化,从而调控脂肪生成。
研究结论与重要意义 本研究首次揭示了EBF1基因DNA甲基化状态与其在鸡脂肪沉积中的作用之间的关系。研究结果表明,DNA甲基化通过调控EBF1基因的表达,进而影响鸡脂肪细胞的分化和脂肪生成。这一发现不仅为理解脂肪沉积的分子机制提供了新的理论依据,也为家禽育种和肥胖防治提供了潜在的靶点。通过调控EBF1基因的DNA甲基化状态,有望开发出新的策略来控制家禽的脂肪含量,提高肉质品质,同时也为人类肥胖的防治提供了新的思路。此外,本研究还强调了表观遗传调控在脂肪代谢中的重要性,为未来相关领域的研究提供了宝贵的数据和见解。

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