科學(xué)家揭示家豬胸腰椎發(fā)育相關(guān)機(jī)制 有助于其它動(dòng)物模型研究

豬體節(jié)數(shù)量性狀是豬遺傳育種的重要研究方向之一。記者11月底從中國科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所獲悉，該所張亞平院士研究團(tuán)隊(duì)與合作者通過單細(xì)胞測序，進(jìn)行了豬胸腰椎發(fā)育和肋骨發(fā)生過程中的細(xì)胞類群鑒定與發(fā)育階段胸腰椎的基因差異表達(dá)分析。國際期刊《基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和生物信息學(xué)》發(fā)表了這一成果。

不同的家豬品種在胸椎和腰椎數(shù)量上高度可變，胸椎與腰椎數(shù)量與豬的體長密切相關(guān)，是重要的經(jīng)濟(jì)性狀。長期以來，胸腰椎數(shù)量的變異與發(fā)育轉(zhuǎn)換機(jī)制仍不清楚。由于胸腰椎的體節(jié)發(fā)生過程對應(yīng)于早期胚胎發(fā)育階段，對相應(yīng)的收集與研究存在眾多困難，導(dǎo)致這一過程中的基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制研究存在諸多挑戰(zhàn)。

近期，研究團(tuán)隊(duì)通過顯微操作，獲得受精后27天家豬胚胎胸腰椎連接處的脊椎和肋骨原基單細(xì)胞。分析發(fā)現(xiàn)，胸椎和腰椎在細(xì)胞組成上沒有顯著差異，均由成骨細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞、造血內(nèi)皮細(xì)胞和間充質(zhì)干細(xì)胞6種類群細(xì)胞組成。胸腰椎雖然在單細(xì)胞類群組成上并無差異，但在子類群的細(xì)胞數(shù)量上存在差異。發(fā)育擬時(shí)間及核糖核酸速率分析發(fā)現(xiàn)，胸腰椎發(fā)育和肋骨形成主要有兩個(gè)發(fā)育過程，為成骨作用和血管生成。

進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，Hoxa10基因在胸腰椎存在差異表達(dá)，其在胸椎細(xì)胞中幾乎不表達(dá)，在腰椎細(xì)胞中高表達(dá)且主要在成骨細(xì)胞中表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)腰椎成骨細(xì)胞Hoxa10的高表達(dá)主要集中在一個(gè)非編碼區(qū)區(qū)域，通過鏈特異的表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)該基因的高表達(dá)，主要來自正鏈表達(dá)，研究人員推測其在胸腰椎轉(zhuǎn)換過程中存在相應(yīng)作用。

此項(xiàng)研究提供了豐富的數(shù)據(jù)，有助于其它動(dòng)物模型的研究，并促進(jìn)人們對脊椎動(dòng)物胸腰椎發(fā)育轉(zhuǎn)換機(jī)制的理解。(記者趙漢斌)