7月1日，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)家生豬種業(yè)工程技術(shù)研究中心主任/溫氏食品集團(tuán)首席科學(xué)家吳珍芳教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際知名學(xué)術(shù)刊物Nature Communications（中科院一區(qū)TOP期刊，影響因子15.7）在線發(fā)表了題為“Rewiring of 3D chromatin topology orchestrates transcriptional reprogramming in muscle fiber-type specification and transformation”的重要研究成果。
豬的肌纖維類型組成與肉質(zhì)風(fēng)味、嫩度和系水力密切相關(guān)，該研究揭示了豬肌纖維類型分化及轉(zhuǎn)化機(jī)制，旨在為豬肉質(zhì)改良提供新的見(jiàn)解。項(xiàng)目通過(guò)繪制氧化型比目魚肌和酵解型趾長(zhǎng)伸肌的順式調(diào)控元件及染色質(zhì)三維構(gòu)象精細(xì)圖譜，構(gòu)建了與肌肉收縮和氧化代謝相關(guān)的特異增強(qiáng)子-啟動(dòng)子-轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，重點(diǎn)闡明了：超級(jí)增強(qiáng)子通過(guò)直接結(jié)合啟動(dòng)子近端區(qū)域或介導(dǎo)染色質(zhì)環(huán)遠(yuǎn)端互作，調(diào)控肌纖維類型分化方向；通過(guò)促進(jìn)STARD7基因表達(dá)，降低細(xì)胞內(nèi)活性氧水平及MAPK信號(hào)通路活性，驅(qū)動(dòng)酵解型向氧化型肌纖維轉(zhuǎn)化。該研究首次揭示了不同代謝類型豬骨骼肌的染色質(zhì)空間構(gòu)象及其介導(dǎo)的調(diào)控差異，通過(guò)整合表觀基因組學(xué)與三維基因組學(xué)分析并結(jié)合分子實(shí)驗(yàn)，闡明了超級(jí)增強(qiáng)子調(diào)控肌纖維類型分化與轉(zhuǎn)化的分子機(jī)制。這不僅為豬肉品質(zhì)改良提供了新的育種靶點(diǎn)，也為利用功能位點(diǎn)突變技術(shù)定向調(diào)控肌纖維類型比例提供了理論基礎(chǔ)。
表觀遺傳調(diào)控機(jī)制研究為肌肉品質(zhì)改良提供了新視角。增強(qiáng)子等順式調(diào)控元件的組蛋白修飾狀態(tài)及其介導(dǎo)的染色質(zhì)三維構(gòu)象動(dòng)態(tài)變化，是肌纖維分化與類型轉(zhuǎn)化的潛在分子開(kāi)關(guān)。本研究利用瘦肉型杜洛克豬的氧化型比目魚肌（SOL）和酵解型趾長(zhǎng)伸?。‥DL）為研究對(duì)象，通過(guò)聯(lián)合染色質(zhì)免疫共沉淀（ChIP-seq）及高通量染色質(zhì)構(gòu)象捕獲測(cè)序（Hi-C）等多組學(xué)測(cè)序技術(shù)，系統(tǒng)解析了超級(jí)增強(qiáng)子（SE）介導(dǎo)染色質(zhì)三維互作調(diào)控肌纖維類型定向分化及轉(zhuǎn)化的功能及機(jī)制。
研究通過(guò)整合多組學(xué)分析，首次系統(tǒng)揭示了不同代謝類型骨骼肌的增強(qiáng)子-啟動(dòng)子三維互作差異，重點(diǎn)揭示了超級(jí)增強(qiáng)子通過(guò)協(xié)同轉(zhuǎn)錄因子，介導(dǎo)染色質(zhì)環(huán)或近端互作激活MYH4等肌纖維類型決定基因的表達(dá)，進(jìn)而調(diào)控肌纖維類型的定向分化方向；同時(shí)揭示STARD7通過(guò)降低活性氧水平和抑制ERK信號(hào)通路促進(jìn)肌纖維向氧化型轉(zhuǎn)化，其本身基因表達(dá)受超級(jí)增強(qiáng)子介導(dǎo)的染色質(zhì)環(huán)調(diào)控。研究結(jié)果不僅有助于建立畜禽肉質(zhì)改良新技術(shù)，也為人類肌肉代謝疾病治療提供了借鑒。
動(dòng)物科學(xué)學(xué)院吳珍芳教授、顧婷副教授、李紫聰教授為本文的共同通訊作者，華農(nóng)博士畢業(yè)生譚寶華、洪林君副教授、博士研究生肖麗窈為共同第一作者。美國(guó)德克薩斯醫(yī)學(xué)健康中心（UT Health Science Center at San Antonio, UTHSA）欒宇助理教授為課題的數(shù)據(jù)分析提供了專業(yè)指導(dǎo)。動(dòng)物科學(xué)學(xué)院楊杰教授、羅文副教授、張澤賓副教授、楊化強(qiáng)副研究員和徐錚高級(jí)實(shí)驗(yàn)師等為項(xiàng)目研究提供了寶貴支持和協(xié)助。
相關(guān)論文鏈接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40592831/
