日前，淡水漁業(yè)研究中心遺傳育種研究室董在杰研究員的魚類遺傳育種團隊在首次獲得鯉igf3基因的基礎(chǔ)上，繼續(xù)開展該基因的功能及其調(diào)控機理的研究并取得重要進展，相關(guān)研究成果“Long noncoding RNA and mRNA expression profiles following igf3 knockdown in common carp, Cyprinus carpio.”在自然集團旗下期刊《Scientific Data》(IF5.305)上在線發(fā)表，第一作者為南京農(nóng)業(yè)大學(xué)無錫漁業(yè)學(xué)院博士生宋飛彪，通訊作者為董在杰研究員。全文網(wǎng)址： https://doi.org/10.1038/sdata.2019.24。

研究團隊利用dsRNA干擾技術(shù)建立igf3基因被敲降的鯉活體模型，通過60天的連續(xù)干擾實驗，發(fā)現(xiàn)igf3基因被敲降后，對鯉幼魚的生長性能無顯著性影響，但是能顯著抑制卵巢和精巢的發(fā)育，并顯著影響促性腺激素和固醇類性激素的分泌。對腦/下丘腦-垂體-性腺軸相關(guān)基因的表達情況分析發(fā)現(xiàn)，igf3基因能顯著降低IGF家族基因在腦/下丘腦-垂體-性腺軸的表達。根據(jù)相關(guān)基因的表達情況，推測igf1和igf3基因可能通過相同的途徑調(diào)節(jié)鯉性腺發(fā)育，并且可能是通過垂體-性腺軸發(fā)揮調(diào)節(jié)作用；igf2基因可能是通過腦-性腺軸發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。并對該模型進行高通量測序。分別從對照組和實驗組中鑒定出327169410個和306305018個clean reads。經(jīng)過嚴(yán)格的篩選，RNA-seq獲得了14199個lncRNAs和106932個mRNAs轉(zhuǎn)錄本，其中124個和353個lncRNAs和mRNAs差異表達。GO分析顯示這些差異表達的lncRNAs靶基因和mRNAs與細(xì)胞內(nèi)雌激素/雄激素受體信號傳導(dǎo)通路和雌雄性腺發(fā)育有關(guān)。KEGG分析表明，這些差異表達的lncRNAs靶基因和mRNAs與Wnt、PI3K-Akt和TGF-β三種特異性信號通路有關(guān)，并且在這三種信號通路涉及到一些相同的差異表達基因，表明igf3基因可能通過IGF/Wnt/PI3K-Akt/TGF-β信號通路發(fā)揮作用。LncRNA-mRNA共表達網(wǎng)絡(luò)顯示，igf3基因被干擾后，上調(diào)了lncRNA MSTRG.42108的表達表達水平，繼而誘導(dǎo)了細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶、TBX18、FGFR2、絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶基因家族等基因的表達，進而影響性腺細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑、細(xì)胞周期、分化、支持細(xì)胞以及生殖細(xì)胞分化，并最終調(diào)節(jié)性腺發(fā)育。結(jié)果提示，lncRNA MSTRG.42108可能是igf3基因的負(fù)調(diào)控因子，在igf3基因被干擾后性腺的發(fā)育中起重要作用。

圖1 性腺中l(wèi)ncRNAs和mRNAs的鑒定

圖2 差異表達的lncRNAs和mRNAs

（水產(chǎn)遺傳育種研究室 供稿）