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红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)是一种研究应用广泛、经济值高和营养丰富的养殖模式生物。在影响红鳍东方鲀生长速度的理化环境、养殖模式和分子水平已有广泛研究。随着研究的深入被誉为敲开转录组学与基因组联系大门——DNA甲基化(DNA methylation)引发了越来越多学者的兴趣。 本研究以红鳍东方鲀研究对象,取红肌和白肌两种肌肉组织为实验材料。对表观遗传学(epigenetics inheritance)现象之一的DNA甲基化,进行全基因组重亚硫酸盐测序分析。通过生物信息学分析手段,得到影响红鳍东方鲀肌肉组织生长与发育的DNA甲基化修饰信息。深入分析肌肉生长发育相关基因的甲基化修饰,并初步在信号通路水平上,探讨了DNA甲基化修饰的影响。 将红肌、白肌的甲基化数据结果比对分析,我们发现:成肌调节因子(myogenic regulatory factors,MRFs)、盒转录因子家族(paired box famly,Pax)和生长抑制素2基因(Myostatin2)存在显著的甲基化修饰差异。其中发生在红肌Myostatin2、Myf5、MyoD和Pax3的甲基化修饰,抑制了红肌萎缩、促进红肌的形成;发生在白肌的Pax7和MyoG增加了肌纤维的形成和脂肪含量,促进白肌的生长与增重,这些结果或许可作为两种肌肉分化与生长的解释。 对影响肌肉生长与分化的促分裂素原活化蛋白激酶信号通路(MAPK)和GH—IGFs信号通路上相关信号因子存在的甲基化修饰水平进行探讨,得到大量可能影响肌细胞增殖、肌细胞分化和肌细胞营养比的锚定基因DNA甲基化修饰。其中MAX(MYC associated factor X)、蛋白酪氨酸磷酸酶(protein tyrosine phosphatase,ptp)、丝裂原活化蛋白激酶激活蛋白激酶5(mitogen-activated protein kinase-activated proteinkinase5,PRAK)等调节因子在白肌中甲基化修饰水平高,抑制了白肌纤维的增大,降低了蛋白质含量,使红肌肌肉质量提高成为优秀的运动器官。而胰岛素样生长因子受体(IGF like family receptor1,igflr1)和生长激素受体(Growth hormone receptor,GHR)在红肌的甲基化水平高于白肌,有助于成肌纤维的增加,促进白肌快速生长。 通过WGBS测序技术和生物信息学分析手段,本研究为红鳍东方鲀生长发育的表观遗传学研究提供了大量数据,同时也为红鳍东方鲀肌肉组织DNA甲基化研究奠定了一定基础。