鸡生长激素受体基因天然反义链转录本调控正义链转录本的机理解析及其在成肌细胞分化中的作用

More and more researches indicated that a lot of genes can be transcribed in double directions. It means that one gene not only possessed the sense transcript but also had the natural antisense transcript（Nat）. Growth hormone receptor (GHR) gene plays important roles in animal growth. The dwarf chicken is due to the mutations of GHR gene. In our former study, we found chicken GHR gene can be transcribed in both directions and cloned its natural antisense transcript (GHR-AS). Further study showed that GHR-S fluctuated with the change of GHR-AS in the RNAi and the other experiments. However, how the GHR-AS regulates the GHR-S and functions in animal growth remain unknown. Based on the previous results, we would carry out the following work with ChIP and the other technologies: (1) How GHR-AS regulates GHR-S by epigenetic mechanism? (2) Whether GHR-AS and Let-7b competitively combine with GHR-S via the 3′UTR of GHR gene; (3) How GHR-AS functions in the myoblast differentiation. The mechanism of GHR-AS regulating GHR-S and the roles of GHR-AS in the myoblast differentiation could be clarified though the above researches. This study will be beneficial in understanding GHR function and will be helpful in revealing complex gene regulation network. Furthermore, the implementation of this project will provide important information for molecular breeding in chicken growth.

动物体内能转录出与功能基因mRNA反向的转录本，即天然反义链转录本。其常通过互补序列区发挥功能。生长激素受体基因（GHR）是动物生长轴中的关键基因。我们前期研究发现鸡GHR基因双向转录，并克隆了与已知GHR mRNA（GHR-S）反向的反义链转录本GHR-AS；干扰等实验表明，GHR-AS影响GHR-S的转录。但是GHR-AS调控GHR-S的机制及其生物学功能尚不清楚。本项目拟在前期基础上，采用ChIP等方法开展以下研究：①GHR-AS调控GHR-S的表观遗传学机制；②GHR-AS与Let-7b是否竞争性结合GHR-S的3′UTR区，从而调控GHR-S；③GHR-AS对成肌细胞分化的影响。通过上述研究将阐明GHR-AS调控GHR-S的机理，揭示其在成肌细胞分化过程中的作用。研究结果将丰富GHR基因的调控通路，为动物基因复杂调控机制研究提供基本数据和参考，为家禽发育调控提供依据。

对照项目任务书的目标和各项主要考核指标，已经按时完成了全部任务，达到了预期目标。.主要完成以下三方面研究内容：（1）怀乡鸡肝组织GHR-S/AS及Let-7b表达谱分析，包括鸡GHR-AS在肝脏细胞亚细胞定位; 怀乡鸡肝组织GHR-S/AS及Let-7b时序表达谱。（2）GHR-S与GHR-AS在鸡胚胎肝细胞中作用关系解析，包括：GHR-S与GHR-AS在GHR-S 的3’UTR位置反向互补序列是否能够形成双链区分析；GHR-S与GHR-AS稳定性分析；GHR-AS 对肝细胞增殖的影响分析。（3）GHR-AS对成肌细胞分化和迁移的影响，包括：GHR-AS和GHR-S在成肌细胞增殖期和分化期的稳定性分析；过表达GHR-AS对成肌细胞分化标记基因MyHC和融合的影响；过表达GHR-AS对成肌细胞迁移的影响；GHR-AS影响成肌细胞分化的作用途径分析。项目的完成取得的成果如下，主要包括发表科技论文6篇，其中SCI期刊论文4篇，中文CSCD核心期刊2篇。申请国家发明专利1项，指导研究生在专业学术会议获奖2项。.GHR是鸡生长调控轴的关键基因，前期研究证实其所在的DNA区域呈现双向转录，鸡GHR-AS是一个新发现的转录本，本研究证实GHR-AS与Let-7b竞争性调控GHR-S (GHR mRNA)，且GHR-AS参与骨骼肌的发育过程，研究结果完善了GHR涉及的精确调控网络和鸡生长发育信号通路，项目的实施是对已有GHR基因功能研究的深入和补充，研究成果可为确立鸡肌肉发育分子育种靶点提供理论指导。.项目的完成共培养博士生1名，硕士生4名，均已毕业。其中1人进入博士后流动站继续科研工作，2人考取博士研究生，2人就业。获得广东海洋大学优秀硕士学位论文2篇。项目共资助5名研究生参加国际国内专业学术会议，2篇会议论文（报告）获得优秀论文（报告）奖。.基因调控网络非常复杂，GHR基因自身具有多种转录本形式，且GHR基因同时受到其他基因调控。因此阐明GHR 涉及的调控网络任重道远。以下研究内容仍需进一步深入研究：（1）GHR-AS和GHR-S可在GHR-S 外显子8 形成RNA 双链，该RNA双链区是否影响GHR-S。（2）GHR-AS是否通过招募DNA甲基转移酶或组蛋白修饰因子来调控GHR-S 的表达。（3）GHR circRNA调控鸡肝细胞增殖的分子机制及涉及的信号通路需要进一步研究。