[发明专利]一种与羊骨骼肌发育相关的circRNA及其应用

说明书

本发明涉及基因工程技术领域，尤其涉及一种与羊骨骼肌发育相关的circRNA及其应用。本发明通过绵羊关键发育阶段背最长肌转录组测序鉴定到与骨骼肌发育相关的circRNA，并对其功能进行探究，实验验证该circRNA和羊骨骼肌卫星细胞增殖密切相关，在沉默该circRNA后，羊骨骼肌卫星细胞的增殖效率显著提高。本发明提供的circRNA可以有效调控骨骼肌卫星细胞的增殖分化，为提高绵羊产肉性能的分子育种及品种改良提供科学依据和技术支持。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，尤其涉及一种与羊骨骼肌发育相关的circRNA及其应用。

背景技术

在目前的羊肉生产和消费领域，肉羊产肉量小是制约肉羊生产的重要因素之一。羊骨胳肌生长发育决定了肉用羊高产、优质性状的形成，深入分析骨胳肌生长发育的分子机制，对提高羊的产肉性能具有重要意义。

骨骼肌卫星细胞是一种成体肌源性干细胞，负责动物骨骼肌损伤后的再生，是一种研究骨骼肌生长发育的体外模型。在发育生物学中，骨骼肌损伤后的再生过程被认为类似于骨骼肌的发育过程(Relaix et al.,2006)，而骨骼肌卫星细胞参与动物骨骼肌损伤后的再生，因此，骨骼肌卫星细胞的增殖和成肌分化可作为体外模拟骨骼肌生长发育的模型，进而被用于更加深入研究骨骼肌的生长发育过程。

环状RNA(Circular RNA，circRNA)是一类特殊的非编码RNA分子，不具有5'末端帽子和3'末端poly(A)尾巴，由内含子或外显子以共价键形成环形结构的非编码RNA分子。大多数circRNA是由非经典剪接方式进行反向剪接而形成(Jeck WR.，2013)，广泛存在于真核细胞内、含高度保守序列、不受RNA外切酶影响、不易降解，并具有较高的时空特异性和物种保守性(Hong LJ.，2019)。根据其构成序列的差异，可以把circRNA分为三类:外显子circRNA(Exonic circRNA，ec RNA)、内含子circRNA(Circular intronic RNA,ciRNA)和外显子－内含子circRNA(Exon－intron circRNA，EIci RNA)(Zhang XO.，2014；Zhang P.,2019)。CircRNA通过转录水平和转录后水平调控基因表达，在细胞增殖分化、细胞周期、细胞代谢、细胞凋亡和多能性维持等方面均发挥重要功能，参与机体生长、发育、疾病发生发展等生物学过程。

研究证实circRNA可作为miRNA海绵对细胞增殖和分化发挥调控作用。circLMO7在不同生长时期牛肌肉中表达量都很高，circLMO7能够通过结合miR-378a-3p解除miR-378a-3p对靶基因HDAC4基因表达的抑制作用，进而调控肌细胞的增殖、分化及凋亡(Wei et al.，2016)。家禽成肌生成过程中circSVIL及其下游结合基因的表达呈动态变化，circSVIL作为miR-203海绵促进成肌分化，沉默circSVIL使得miR-203表达量升高，促进miR-203与肌细胞增强因子2(myocte encher factor2，MEF2C)结合，进而促进成肌细胞的增殖和分化(Ouyang HJ et al.，2018)。circRNA作为miRNA海绵逆转细胞凋亡的结果，过表达CDR1as/ciRS-7或Sry的circRNA增加了miRNA靶向结构的表达，从而起到了负调节的作用(HansenTB et al.，2011)。circHIPK3可以与9种miRNA结合，并且每种miRNA含有1～5个结合位点，如circRNA沉默可以显著抑制细胞增殖(Kai D et al.，2018)。

随着高通量测序技术的快速发展及测序成本的下降，转录组测序逐渐成为鉴定circRNA的主要方法。畜禽circRNA的研究要远远落后于人和小鼠等模式动物中的研究。目前，在畜禽骨骼肌发育中circRNA的鉴定取得了一定进展，但对其的功能及分子机制研究尚处于起步阶段(孙帅锋等，2020；杨鹏等，2020)。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种与羊骨骼肌发育相关的circRNA及其应用。