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LncIRS1作为miR-15家族海绵,促进肌肉增殖、分化、肌肉质量

物种:鸡

样品选择:7周龄瘦肉鸡(XH)Vs 肥大鸡(WRR)胸肌组织

测序策略:Illumina PE150


研究结果

    1、RNA-seq揭示了肥大和瘦肉鸡中52个lncRNA下调,而187个上调。其中上调lncRNA(TCONS_00086268,名为lncIRS1)(图1A、B),通过RACE系统确定了其的5’和3’末端(图1C、D);其编码能力预测表明编码能力低且进化保守性低(图1E)。为了验证这一预测,分析了lncIRS1的7个潜在ORF的编码能力。经过WB分析表明lncIRS1是没有蛋白编码潜能的lncRNA(图1F)。进一步lncIRS1的亚细胞定位以及RT-PCR结果证实它是存在于胞质和细胞核(图1G)。此外也通过RACE鉴定了基因IRS1的5’和3’端(图1H、I)。

lncIRS1在肥厚肉鸡中表达上调,以及lncIRS1编码能力鉴定


    2、lncIRS1主要在胸肌和心脏中表达,然后在肝和腿部肌肉中表达(图2A)。原位杂交表明lncIRS1在体节中表达(图2B)。lncIRS1的过表达减少了G0/G1期的细胞数量并增加了进展到S期的细胞数量(图2C)并显着促进成肌细胞增殖,而lncIRS1敲除则相反(图2E)。EdU染色表明,lncIRS1过表达细胞的增殖速率显着增加。而lncIRS1敲除后,增殖被明显抑制(图2G)。免疫荧光染色也发现lncIRS1过表达促进了成肌细胞的分化并显着增加了肌管的总面积(图2H、J),而敲除则降低了(图2I、K)。与对照细胞相比,lncIRS1敲除细胞中成肌细胞分化标记基因(MyoD,MyHC,MyoG和Myomarker)和IGF-1途径相关基因(IGF1,IGF1R和IGF2R)的表达下调(图2L、M)。这些数据表明lncIRS1在肌肉中富集,可促进成肌细胞的增殖和分化。

lncIRS1促进成肌细胞的增殖和分化


    3、本研究直接使用本课题组已发表的文章中的miRNA数据(GSE62971)。lncRNA-miRNA-mRNA互作网络图构建涉及以下三个部分:(i)miRNA与mRNA之间的相互作用(使用TargetScan结合表达量预测差异miRNA的靶基因),(ii)lncRNA-miRNA的相互作用(使用RNAhybrid结合表达量预测差异miRNA的靶lncRNA),(iii)基因与基因之间的相互作用(使用IPA:已知和预测的蛋白质相互作用的数据库)。最后,使用Cytoscape构建了lncRNA-miRNA-mRNA相互作用网络。 

lncRNA-miRNA-mRNA互作网络图


    4、lncIRS1充当miR-15a,miR-15b-5p和miR-15c-p的分子海绵来调节IRS1表达,通过IGF-1信号通路促进成肌细胞分化。

lncIRS1通过miR-15家族调控IRS1功能


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