IJBS｜基因组所/鲲鹏院唐中林团队发现猪骨骼肌生长发育关键基因

近日，中国农业科学院深圳农业基因组研究所（岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心）、佛山鲲鹏现代农业研究院“猪基因组设计育种创新团队”唐中林课题组在《国际生物科学杂志（International Journal of Biological Sciences（IJBS））》发表题为“WNT5B regulates myogenesis and fiber type conversion by affecting mRNA stability”的论文。该研究表明WNT信号通路核心基因WNT5B在猪骨骼肌生长发育过程中发挥重要的调控作用，明确了WNT5B的3’UTR SNP（c.1608 A > G）通过与miR-29a/b/c结合影响WNT5B mRNA的稳定性，进而调控猪的肌生成和肌纤维转换。为猪肉品质性状的遗传改良提供新的候选基因和分子标记。

骨骼肌生长发育过程由众多基因和信号通路调控。WNT信号通路参与哺乳动物的生长发育和疾病发生等多种生物学过程，骨骼肌生长发育与其有着密不可分的关系。但目前对于WNT信号通路在骨骼肌生长发育过程发挥调控作用的分子机制尚不清楚。因此，本研究旨在挖掘新的具有调控骨骼肌生成和肌纤维类型转化的WNT信号通路基因，并探究WNT基因调控猪产肉性状的调控机制，为猪产肉性状遗传改良提供重要分子靶标。

研究人员基于团队前期绘制的通城猪和长白猪27个生长发育时间点的骨骼肌转录组图谱，推测WNT5B可能对猪骨骼肌生长发育及中外猪种产肉性状差异具有重要调控作用。组织表达谱分析表明，WNT5B在腿肌中的表达量最高，背肌相对较高，在慢肌中表达显著高于快肌。GO和KEGG分析发现WNT5B基因在细胞周期进程等信号通路中富集，进一步实验证明WNT5B参与猪骨骼肌细胞增殖、凋亡和肌纤维类型转化等过程（图1）。

图1 | WNT5B基因的表达模式

进一步分析发现并证实WNT5B的3'UTR中存在一个功能性SNP位点（c.1608 A > G），它可通过ARE结合位点影响WNT5B mRNA的稳定性。该SNP位点位于miR-29a/b/c响应元件的基序内。

c.1608 A > G SNP可保护WNT5B基因3'UTR免受miR-29家族基因的降解，从而增加WNT5B的表达。反过来又调节了骨骼肌细胞的增殖、细胞周期和凋亡。研究结果表明，WNT5B对猪肉品质性状的形成具有重要调控作用（图2）。

图2 | WNT5B基因影响肌生成和肌纤维转换机制图

基因组所（大鹏湾实验室）、佛山鲲鹏现代农业研究院唐中林研究员为通讯作者。博士研究生范丹阳、博士后姚一龙和闫超为该论文的共同第一作者。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金以及中国农业科学院重大科技任务等项目资助。