科研人員揭示家豬胸腰椎發(fā)育相關機制 有助于其他動物模型研究

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29日從中科院昆明動物研究所獲悉，該所張亞平院士研究團隊與合作者通過單細胞測序，解析了豬胸腰椎發(fā)育和肋骨發(fā)生過程中的細胞類群鑒定與發(fā)育階段胸腰椎的基因差異表達分析。國際著名期刊《基因組學、蛋白質組學和生物信息學》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，胸椎和腰椎數(shù)量與豬的體長密切相關，是重要的經濟性狀。長期以來，胸腰椎數(shù)量的變異與發(fā)育轉換機制仍不清楚。由于胸腰椎的體節(jié)發(fā)生過程對應于早期胚胎發(fā)育階段，對相應的收集與研究存在眾多困難，導致這一過程中的基因表達調控機制研究存在諸多挑戰(zhàn)。

近期，研究團隊通過顯微操作，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胞。分析發(fā)現(xiàn)，胸椎和腰椎在細胞組成上沒有顯著差異，均由成骨細胞、成纖維細胞、軟骨細胞、基質細胞、造血內皮細胞和間充質干細胞6種類群細胞組成。胸腰椎雖然在單細胞類群組成上并無差異，但在子類群的細胞數(shù)量上存在差異。發(fā)育擬時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發(fā)育過程，為成骨作用和血管生成。

進一步分析發(fā)現(xiàn)，Hoxa10基因在胸腰椎存在差異表達，其在胸椎細胞中幾乎不表達，在腰椎細胞中高表達且主要在成骨細胞中表達。研究發(fā)現(xiàn)腰椎成骨細胞Hoxa10的高表達主要集中在一個非編碼區(qū)域，通過鏈特異的表達分析發(fā)現(xiàn)該基因的高表達，主要來自正鏈表達，研究人員推測其在胸腰椎轉換過程中存在相應作用。

此項研究提供了豐富的數(shù)據(jù)，有助于其他動物模型的研究，并促進人們對脊椎動物胸腰椎發(fā)育轉換機制的理解。(科技日報記者 趙漢斌)