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)濟性狀。長期以來，豬體節(jié)數(shù)量性狀是豬遺傳育種的重要研究方向之一，但胸腰椎數(shù)量的變異與發(fā)育轉(zhuǎn)換機制目前仍不清楚。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調(diào)控機制研究存在諸多挑戰(zhàn)。
近期，中國科學(xué)院院士、中科院昆明動物研究所研究員張亞平團隊與合作者通過單細胞測序，開展了豬胸腰椎發(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。研究通過顯微操作獲取受精后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，均有6種類群細胞，即成骨細胞、成纖維細胞、軟骨、基質(zhì)細胞、造血內(nèi)皮細胞、間充質(zhì)干細胞。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)育擬時間和RNA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3'UTR區(qū)域（包含Hoxa10-antisense基因），通過鏈特異的表達分析發(fā)現(xiàn)Hoxa10的高表達主要來自正鏈表達，推測在胸腰椎轉(zhuǎn)換過程中存在anti-Hoxa10-antisense的作用。
該研究成果發(fā)表于Genomics, Proteomics & Bioinformatics。昆明動物所博士李建波，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所副研究員王立剛、張龍超，中科院動物研究所博士余大為、中科院生物物理研究所副研究員郝俊峰為論文共同第一作者；張亞平和昆明動物所副研究員謝海兵，動物所博士海棠和中國農(nóng)科院北京畜牧獸醫(yī)研究所研究員王立賢為論文共同通訊作者。
該研究得到中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項（A類）的資助。
家豬胸腰椎發(fā)育轉(zhuǎn)換基因表達調(diào)控研究取得進展
