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实验动物

2022-01-21

科学中国人 2021年30期
关键词:瘤胃雄性肉鸡

雌核生殖银鲫雄性特异微小染色体研究进展

中国科学院水生生物研究所桂建芳院士团队发现雄性特异微小染色体积累了丰富的重复序列及性别特异或偏向表达基因,具有与性染色体类似的特征,可能是雌核生殖银鲫雄性发生的主要驱动力。相关成果发表于PLoS Genetics。雌核生殖银鲫为研究单性类群的进化及其雄性发生提供了理想模型。研究发现雄性特异微小染色体含有常染色体同源序列和大量重复元件;通过与基因组和性腺转录组联合分析,筛选到一些具有转录活性的潜在雄性特异基因,其中9个基因在性别决定时期的性腺中展示出雄性特异或者雄性偏向表达。研究者进一步分析了额外微小染色体的组成及其驱动雄性发生的机制。

银鲫雄性特异微小染色体起源和雄性发生示意图(图片来源于中国科学院水生生物研究所网站)

雄性特异微小染色体的分离与鉴定(图片来源于中国科学院水生生物研究所网站)

羔羊早期补饲可通过上皮微生物调控瘤胃发育

中国农业科学院饲料研究所张乃锋研究员等人发现羔羊的瘤胃不同部位的微生物存在差异,证实瘤胃上皮微生物对瘤胃发育有着更重要的影响。该研究促进了对羔羊瘤胃发育特性的深入了解,并有助于完善培育策略、促进幼畜健康生长。相关成果发表于Environmental Microbiology。该研究以山羊羔羊为研究模型,通过主成分和加权基因共表达网络分析等生物信息学算法对多维数据集分析,证实相对于瘤胃内容物微生物,瘤胃上皮微生物对瘤胃上皮组织基因表达和形态发育有着更重要的影响;固体饲料成分(尤其是中性洗涤纤维)和瘤胃丁酸共同影响瘤胃上皮微生物,进而促进瘤胃上皮组织基因表达,改善羔羊生长性能。

乙酰辅酶A酰基转移酶1基因突变破坏溶酶体功能参与阿尔茨海默病的发生

中国科学院昆明动物研究所姚永刚、罗荣灿等人与中南大学、上海交通大学、昆明医科大学等合作者发现乙酰转移酶ACAA1基因的稀有错义突变rs117916664(p.N299S)可显著提高我国汉族人群早发性阿尔茨海默病(AD)的发病风险。相关成果发表于Signal Transduction and Targeted Therapy。在动物模型层面,ACAA1 p.N299S过表达可加速AD小鼠模型的学习记忆功能的衰退,并加速Aβ病理生理学特征,以及海马区域神经元的丢失。研究发现了我国AD患者的一个新的重要致病突变,还证实了自噬-溶酶体系统清除Aβ,对于维持神经元功能非常重要。

蠕虫免疫逃避的新机制

中国农业科学院兰州兽医研究所家畜寄生虫病创新团队王帅等人发现了扁形动物蠕虫免疫逃避新机制。相关成果发表于Communications Biology。蠕虫是一类分布广泛的寄生虫,影响深远,全球至少三分之一的人群感染(过)蠕虫。该研究利用具有广泛宿主适应性(可感染90种以上动物宿主)的寄生虫——细颈囊尾蚴(俗称“水铃铛”)作为研究对象,通过高质量全基因组、转录组等解析,系统比较了其他绦虫、血吸虫等免疫调节相关基因的遗传进化机制,揭示绦虫以内含子保留型的基因可变剪接作为主要免疫逃避策略,而吸虫却以基因家族扩增为主要免疫逃避策略。对于理解蠕虫的免疫调节能力、理解寄生虫的适应性进化等具有重要意义。

北京大学生命科学学院、蛋白质与植物基因研究国家重点实验室、北大-清华生命科学联合中心罗述金课题组与中国科学院动物所邹征廷课题组分析鉴定出决定家鸽眼色多样性的基因SLC2A11B,其功能缺失突变导致虹膜缺乏黄色形成白眼性状,并在家鸽驯化过程中长期受到人工选择。相关成果发表于PLoS Genetics。家鸽眼色主要分为3种:黄眼(虹膜含类黄色素细胞及蝶啶和嘌呤两类色素成分)、白眼(虹膜含类白色素细胞,缺蝶啶只含嘌呤类色素成分)、牛眼(虹膜不含色素细胞)。该研究证明SLC2A11B对于黄眼性状可能的保守功能及其在鸟类眼色多样性形成的作用。

基因组分析发现SLC2A11B功能缺失突变决定家鸽白眼性状并与鸟类眼色多样性相关(图片来源于北京大学网站)

蜜蜂肠道微生物群落构建的生态机制

中国农业科学院蜜蜂研究所蜜蜂病虫害生物学团队刘永军研究员等与中国科学院生态环境研究中心研究人员合作,揭示了宿主和地理改变在群落构建过程中的相对作用,为理解蜜蜂肠道菌群的形成、发展和进化提供了理论依据。相关成果发表于mBio。该研究对我国1000公里范围内两种蜜蜂(中蜂、意蜂)的肠道菌群进行了16S rRNA基因测序分析,探究了蜜蜂肠道菌群的宿主格局和地理格局,区分了不同生态过程在塑造这种格局上的相对作用。中蜂和意蜂的肠道菌群显著不同,这是由宿主与肠道菌群长期共进化形成的种间扩散限制导致。均质选择作用在意蜂肠道菌群构建上起主导作用,使意蜂具有了比中蜂更多样且更稳定的肠道菌群。

饮食诱导产热的关键蛋白及其作用机制

中国科学院动物研究所金万洙研究员等人与复旦大学附属华山医院内分泌科张朝云合作,通过对饮食诱导的肝脏分泌蛋白的筛选鉴定,验证了妊娠区带蛋白(Pregnancy zone protein, PZP)有助于小鼠抵抗高脂饮食引起的肥胖。相关成果发表于Advanced Science。研究阐明了在饮食诱导下,肝脏分泌的PZP蛋白可与棕色脂肪组织上的GRP78受体相结合,激活p38 MAPK-ATF2-UCP1信号通路而促进棕色脂肪产热,改善肥胖以及相关代谢紊乱,揭示了间歇性饮食条件下肝脏与棕色脂肪之间相互作用的分子机制,为以调控产热为靶点而防治肥胖提供了重要的依据,有望实现临床转化,为治疗减重提供新策略。

鸡胸肌肉木质化活体检测标志物

中国农业科学院北京畜牧兽医研究所刘冉冉、文杰等人以我国自主培育的白羽肉鸡新品系为素材,通过对多日龄、多批次肉鸡表型和血清指标的系统测定分析,发现胸肉压缩力可作为评估木质化程度的量化指标,而血清肌酸激酶活力与胸肉压缩力呈较强的正相关。相关成果发表于Frontiers in physiology。通过遗传选择,白羽肉鸡胸肌占比已经达到肉鸡活重的1/4。然而,伴随高胸肉率而来的是木质化肉(Wooden Breast,WB)等异质肉的高发。WB是一种以区域硬化为特征的异质肉,严重影响了鸡胸肉的外观、营养品质及加工特性。该研究建立了依据活体血清指标测定评估木质肉鸡的回归公式,并研发出白羽肉鸡品系选育新方法。

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