MAT2A调控猪肌内脂肪细胞分化的作用及分子机制研究

It’s an important target of modern porcine genetic improvement by reducing subcutaneous fat deposition and increasing the content of intramuscular fat to improve meat quality, as well as gene screening and function identification has become an indispensable tool of it. In previous research, we found that MAT2B positively regulates porcine intramuscular preadipocyte differentiation through AKT/ERK signaling pathway; and, we found that there was a significant difference of MAT2A expression in the adipose tissue of different days of pigs, and which also showed an upward trend in the differentiation of porcine intramuscular preadipocytes; But whether MAT2A regulates the differentiation of MAT2A and the mechanisms has not been explored. In this study, we overexpress MAT2A and inhibit its expression to detect the adipogenic genes expression during intramuscular preadipocyte differentiation; Further, To detect whether MAT2A combine the downstream gene to regulate the methylation level of adipogenic marker genes promoter in porcine intramuscular adipocytes.The above results provide a substantial theoretical basis for the development of the regulatory network in adipocytes and the genetic improvement of pig molecular breeding.

保留较少皮下脂肪沉积提高肌内脂肪含量及改善肉品质，成为现代猪遗传改良的一项重要目标，而基因筛选与功能鉴定成为其必不可少的一项工具。腺苷甲硫氨酸转移酶(MAT)2A和2B催化生成生物体内重要的甲基供体—S-腺苷甲硫氨酸（SAMe）；前期研究我们发现MAT2B基因通过AKT/ERK信号通路正向调控猪肌内脂肪细胞分化；同时发现MAT2A基因在猪肌内脂肪细胞分化过程中呈现上升趋势；但MAT2A调控猪肌内脂肪沉积的作用及分子机制还有待进一步验证。本项目拟以猪肌内脂肪细胞为实验对象，通过超表达及干扰MAT2A基因，检测脂肪分化过程中成脂标志基因的变化；并进一步探究MAT2A是否通过与下游基因结合影响成脂标志基因启动子上组蛋白甲基化水平的表达进而影响成脂分化，初步阐明其影响成脂分化的作用机制。上述研究结果为构建肌肉中脂肪细胞发育的调控网络，以及为猪分子育种的遗传改良奠定坚实的理论基础。

在畜牧生产中，猪是最主要的家畜，并且猪肉生产占中国肉类总生产的60%之多。随着人们生活水平的不断提高，对肉品质提出了更高的要求。肌内脂肪的含量与肉的多汁性、嫩度和风味等肉品质密切相关。脂肪细胞分化是一个高度协调的过程，这一过程不仅受大量转录因子、多种细胞因子的调控，众多信号通路参与其中，此外还受到包括DNA或组蛋白甲基化在内的表观遗传调控。但是肌内脂肪沉积的作用及分子机制还尚不清楚。因此，深入研究基因调控肌内脂肪细胞分化的分子机理，构建肌肉中脂肪细胞发育的调控网络将为提高肉品质奠定坚实的理论基础。腺苷甲硫氨酸转移酶(MAT)催化甲硫氨酸与ATP合成生物体内重要的甲基供体—S-腺苷甲硫氨酸(SAMe)。MAT2A编码α催化亚基，与MAT2B编码的β调控亚基一起调控MATII活性。本研究主要从MAT2A基因的亚细胞定位及在细胞分化过程中的表达，MAT2A对猪肌内脂肪细胞分化的影响，筛选并鉴定受MAT2A基因所调控的下游靶基因，MAT2A调控猪肌内脂肪细胞生脂的分子机制四个方面入手，证明出MAT2A作为猪肌内脂肪细胞分化的正向调控因子，通过上调组蛋白H3K27me3水平并抑制Wnts基因表达促进猪肌内脂肪细胞分化。关键数据有MAT2A可促进成脂基因PPARγ, aP2, SREBP-1c及FASN 表达水平显著的上升。Illumina HiSeq4000转录组测序试验表明，Wnts家族成员中的Wnt1,Wnt3a及Wnt10b基因在干扰MAT2A后，呈显出显著的上升趋势，此结果通过RT-PCR和western blotting进一步达到证实。MAT2A通过与组蛋白甲基化转移酶Ezh2结合，促进Wnt10b基因位点的H3K27me3甲基化水平从而抑制Wnt10b基因表达，进而促进猪肌内脂肪细胞分化。此项研究为揭示肌内脂肪成积机理及作用机制以及改善肉品质提供了新的证据和思路。