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本试验首先探讨初情期前与初情期山羊下丘脑DNMTs和MBPs mRNAs以及全基因组DNA甲基化水平的变化,筛选出在初情期启动中受DNA甲基化调控的候选基因,继而分析其在初情期启动中的功能,为深入理解动物初情期启动机制提供科学的理论依据。取初情期前(2.5~3M,体重9.60±2.36kg)和初情期(4.5~5M,体重17.43±1.63 kg)的雌性山羊下丘脑组织,采用荧光定量PCR技术检测DNMTs和MBPs mRNAs的表达变化;通过全基因组重亚硫酸盐测序(Whole-genome bisulfite sequencing,WGBS)对下丘脑DNA甲基化水平进行分析,从而得出其全基因组甲基化谱。比较初情期前和初情期不同基因的甲基化水平变化,结合GO和KEGG通路分析筛选出参与初情期启动调控的候选基因群。体外原代培养下丘脑神经细胞,通过siRNA干扰的方法降低侯选基因表达,研究其对GnRH、GnIH和KISS1 mRNA的表达影响。所得试验结果如下:(1)从初情期前到初情期,山羊下丘脑中DNMT1、MBD2以及MeCP2 mRNA的表达显著上升(P<0.05),DNMT3A和MBD3 mRNA显著下降(P<0.05),DNMT3B和MBD1 mRNA则无显著变化(P>0.05)。(2)初情期山羊下丘脑甲基化主要发生在CG位点,全基因组甲基化呈现出一种高甲基化状态,但在初情期前和初情期基本保持不变。(3)在各个染色体中,其甲基化水平在两个时期也呈现出相似的状态。在不同的基因功能区域,5’URT和内含子的甲基化水平最低,外显子甲基化水平最高,并且在启动子区甲基化水平和甲基化密度均呈现逐渐降低的模式。(4)通过甲基化差异区域分析,获得267个差异甲基化区域(DMR),长度均分布在2000bp以内。在初情期前与初情期,DMR的甲基化水平均处于低水平状态。甲基化差异基因分析发现,基因甲基化升高的有55个,降低的有62个,且甲基化主要发生在内含子区域。通过GO和KEGG通路分析,主要富集在催产素信号通路(Oxytocin signaling pathway)、雌激素信号通路(Estrogen signaling pathway)、GnRH信号通路(GnRH signaling pathway)等与初情期密切相关的信号通路,从而筛选出8个候选基因以及6个发生绝对甲基化的基因。(5)siRNA干扰候选基因GRID1在下丘脑原代神经细胞中的表达后,发现GnRH mRNA升高(P<0.05),GnIH mRNA降低(P<0.05),KISS1 mRNA表达无显著变化(P>0.05)。在山羊初情期启动过程中,(1)下丘脑DNMTs与MBPs mRNA转录发生变化,其中DNMT1、MBD2和MECP2 mRNA上调,DNMT3A和MBD3 mRNA下调。(2)下丘脑全基因组甲基化水平保持不变。(3)下丘脑中DNA甲基化主要发生在CG位点。(4)不同的基因组功能区域甲基化水平存在差异,启动子区甲基化水平逐渐降低,最低的为5’UTR和外显子,最高为内含子。(5)筛选出了一批可能与初情期相关的基因如GRID1、PTPRN2等。敲低GRID1影响GnIH和GnRH mRNA的表达。