【正文】 20 篇左右。 建立可用于生產(chǎn)實踐的 miRNA 雞的培育的技術(shù)方法。 揭示不同豬種（瘦肉型外來品種與脂肪型優(yōu)質(zhì)地方品種）、雞種或品系（蛋用型和肉用型、高脂系和低脂系）肌肉和脂肪組織之間的遺傳和表觀遺傳學(xué)分子差異及其與肉、脂性狀形成的關(guān)系。 揭示豬、雞肌肉和脂肪細胞分化與代謝過程中關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子、轉(zhuǎn)錄輔助因子等關(guān)鍵基因的功能與作用機 制，探討 DNA 和組蛋白修飾對關(guān)鍵作用基因表達的影響，進一步闡明骨骼肌和脂肪發(fā)育與代謝的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)機制。 建立豬、雞骨骼肌和脂肪細胞的 miRNA 文庫，獲得豬、雞骨骼肌和脂肪發(fā)育過程中 miRNA 表達的信息，闡明 5 種以上 miRNA 對體節(jié)發(fā)生和肌肉祖細胞與間充質(zhì)細胞分化過程中關(guān)鍵基因的調(diào)控機制。 發(fā)掘一批豬、雞胚胎期肌肉祖細胞（ MPC），以及骨骼肌和脂肪成體干細胞（骨骼肌衛(wèi)星細胞和脂肪前體細胞）自我更新和分化過程中的標志性分子與重要功能基因，闡明內(nèi)分泌、旁（自）分泌信號分子調(diào)控其增殖和分化的跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，以及表觀遺傳修飾在此過程中的作用。 （二）五年預(yù)期目標 建立國內(nèi)最完善的豬、雞肌肉與脂肪的干細胞庫，包括胚胎干細胞和不同組織來源的成體干細胞，建立豬、雞肌肉與脂肪胚胎干細胞和 2 種以上成體干細胞誘導(dǎo)分化的優(yōu)化技術(shù)。 綜合同源重組、 miRNA 與 RNA 理論與技術(shù)的進展，探索 miRNA雞的培育技術(shù)。利用 miRNA 對特定基因沉默效率控制的理論和技術(shù)，建立起可用于生產(chǎn)實踐的 miRNA 雞的培育技術(shù)方法。 研究 miRNA 雞培育技術(shù)。采用比較生物學(xué)策略，系統(tǒng)研究不同豬種（瘦肉型外來品種與脂肪型優(yōu)質(zhì)地方品種）、雞種或品系（蛋用型和肉用型、高脂系和低脂系）肌肉與脂肪組織之間重要基因的單核苷酸多態(tài)性（ SNP 分布的數(shù)據(jù)庫）、 DNA 和組蛋白修飾以及基因表達、 miRNA 等遺傳學(xué)與表觀遺傳學(xué)差異。包括在現(xiàn)有工作的基礎(chǔ)上，分離鑒定與豬、雞肌肉和脂肪發(fā)育相關(guān)的新 miRNA，在豬和雞 的組織中， 靶向克 隆現(xiàn)已知在肌肉與脂肪發(fā)育中有調(diào)控的 miRNA；研究這些 miRNA 的表達規(guī)律，驗證其在豬、雞肌肉和脂肪發(fā)育過程中的調(diào)節(jié)作用，鑒定其作用的靶向基因。 采用蛋白組學(xué)分析技術(shù)、 Gelshift 技術(shù)和 ChIP、 Solexa 測序、甲基化間區(qū)位點擴增（ AIMS）等技術(shù)，研究豬、雞肌肉與脂肪細胞干細胞分化和組織發(fā)育過程中重要調(diào)控因子和功能基因的表觀遺傳學(xué)；研究 內(nèi)分泌、旁（自）分泌信號分子對骨骼肌和脂肪干細胞分化、融合（聚酯）的調(diào)控作用。包括采用基因表達譜芯片、蛋白質(zhì)組學(xué)等方法，分離鑒定在豬、雞肌肉和脂肪干細胞分化與組織發(fā)育相關(guān)的新基因和分子； 研究這些基因以及我們在前期工作中得到的相關(guān)基因在 豬、雞肌肉和脂肪發(fā)育過程中的功能作用及其調(diào) 節(jié)通路。包括豬 、雞胚胎期肌肉始祖細胞（ MPC）、間充質(zhì)細胞、骨骼肌衛(wèi)星細胞和脂肪成體干細胞的體外培養(yǎng)及其自我更新和定向分化的技術(shù)方法 。 （二）項目的研究內(nèi)容 本項目 將在前期工作的基礎(chǔ)上對 豬、雞的 肌肉和脂肪發(fā)育的分子調(diào)控機制展開系統(tǒng)深入的研究，突出表觀遺傳學(xué)的研究，解析 豬、雞的 肌肉和脂肪發(fā)育關(guān)鍵基因的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，著重研究 豬、雞品種品系 肌肉和脂肪發(fā)育差異形成分子機制， 3 提升品種資源的利用，重點攻關(guān) miRNA 雞的培育技術(shù)方法。 探索 miRNA 雞培育的新技術(shù)手段。 在發(fā)掘控制 豬和雞骨骼肌與脂肪組織生長與分化 重要功能基因和調(diào)控通經(jīng)的基礎(chǔ)上，著重解析這些基因的 代謝與 表觀遺傳學(xué) 調(diào)控機制；系統(tǒng)分離鑒定與豬、雞與 骨骼肌和脂肪發(fā)育相關(guān)的非編碼 RNA，揭示其功能機制， 闡明 品系間骨骼肌和脂肪生長發(fā)育差異的分子遺傳與調(diào)節(jié)機制。著重解決豬 、 雞多能胚胎干細胞的分離培養(yǎng)及其誘導(dǎo)向骨骼肌和脂肪細胞分化的技術(shù)問題，發(fā)掘豬和雞的各種胚胎與成體干細胞向骨骼肌和脂肪分化過程不同階段的標記性分子和重要功能基因，揭示這些基因在此過程中的功能與調(diào)控機制。 本項目運用干細胞、功能基因組、非編碼 RNA、 RNA 和蛋白組學(xué)、信號傳導(dǎo)等先進研究手段，采用比較生物學(xué)研究策略，分別從基因轉(zhuǎn)錄與轉(zhuǎn)錄后沉默、DNA 與蛋白質(zhì)修飾，外周信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路等層次深入研究豬和雞的肌肉和脂肪組織發(fā)生、細胞生長和分化過程中， DNA、 RNA、蛋白質(zhì)以及外周信號分子之間互作的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)關(guān)系和系統(tǒng)發(fā)生機制，并在 miRNA 雞的培育方面進行攻關(guān)，填 2 補發(fā)育研究領(lǐng)域的一些不足，可望在豬和雞等畜禽肌肉和脂肪發(fā)育的分子調(diào)控理論及其應(yīng)用方面取得重要突破。但在豬和雞上，相應(yīng)的手段和資料相對不足，尤其是豬、 雞骨骼肌和脂肪的胚胎干細胞技術(shù)還不夠成熟，因而多能胚胎干細胞分化為豬、雞骨骼肌和脂肪前體細胞的分子機制認識不足；其他模式動物大許多數(shù)據(jù)尚未在豬和雞上印證，因而不夠明了豬和雞骨骼肌與脂肪發(fā)育機制的特點；骨骼肌和脂肪發(fā)育表觀遺傳學(xué)方面的研究尚屬新興，因而不能能解析豬和雞品種品系發(fā)育差異的機制。而且已有的研究多是針對骨骼肌和脂肪代謝疾病有關(guān)的發(fā)病機理，研究存在一定的局限性。 項目名稱： 畜禽肌肉和脂肪發(fā)育的分子調(diào)控機制研究 首席科學(xué)家： 袁立 廈門大學(xué) 起止年限： 至 依托部門： 教育部 1 一、研究內(nèi)容 （一）項目的總體設(shè)想 動物骨骼肌和脂肪細胞的分化、生長和組織發(fā)育的調(diào)控過程實際上是內(nèi)在的遺傳和表觀遺傳基礎(chǔ)和外在的各種信號分子互作的結(jié)果。 目前在該研究中存在的主要問題包括：（ 1）對組織器官的發(fā)育學(xué)研究還多半停留在單個基因或單個分子調(diào)控作用的水平，從系統(tǒng)、多層次和調(diào)控分子之間網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系開展的研究不足，因而不利于對組織器官的發(fā)育從整體和 完整過程的角度解析其發(fā)育的分子機制；（ 2）一些調(diào)控層次，如表觀遺傳學(xué)、 RNA、信號分子、內(nèi)在代謝與微環(huán)境等層次上的研究尚屬新興，缺乏深入研究的資料，因而難以客觀把握組織器官系統(tǒng)發(fā)育多重控制的機制；（ 3）對骨骼肌和脂肪發(fā)育的研究大多集中在人和實驗鼠上，由于有限的物種資源，難以從比較生物學(xué)角度全面揭示細胞分化調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的發(fā)生、發(fā)展機制。（ 4）近年來，通過干細胞技術(shù)和基因敲除等手段，在大小鼠等經(jīng)典模式動物的骨骼肌和脂肪發(fā)育研究方面取得了 一系列的進展，揭示了控制干細胞分化及骨骼肌和脂肪發(fā)育的多種重要基因和調(diào)控通路。（ 5）雖然轉(zhuǎn)基因豬和雞都有成功的報道，但技術(shù)方法尚未能達到實際生產(chǎn)應(yīng)用的要求，也未見涉及針對 調(diào)控發(fā)育基因方面的研究。 基于上述設(shè)想，本項目重點解決下列關(guān) 鍵科學(xué)問題： 闡明 骨骼肌和脂肪胚胎與成體干細胞自我更新和分化的表觀遺傳學(xué)和網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機制。 闡明豬和雞骨骼肌與脂肪組織細胞發(fā)生、分化和生長代謝的遺傳、表觀遺傳及非編碼 RNA調(diào)控的分子機制。在 闡明不同品種品系豬和雞的發(fā)育規(guī)律的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)比較 不同部位組織和品種品系間發(fā)育的 遺傳、表觀遺傳及非編碼 RNA調(diào)控的差異，揭示豬、雞種系 骨骼肌和脂肪發(fā)育特點 的分子機制 。 著重解決提高同源重組、抑制隨機整合、去除冗余外源序列的理論與技術(shù)問題，構(gòu)建新型高效的轉(zhuǎn)基因雞載體，研究改進轉(zhuǎn)基因雞的技術(shù)操作方法，提高轉(zhuǎn)基因雞獲得效率，研究 利用 miRNA 對特定基因沉默效率控制技術(shù)，建立可用于生產(chǎn)實踐的 miRNA 雞的培育技術(shù)方法。 本項目的主要研究內(nèi)容包括以下方面： 研究 與完善豬、雞肌肉和脂肪胚胎干細胞和各種成體干細胞分離培養(yǎng)與誘導(dǎo)分化的技術(shù)體系。 進行豬、雞肌肉和脂肪干細胞自我更新與分化和豬、雞肌肉和脂肪組織發(fā)生、生長過程中的分子標志、重要基因的分離鑒定，開展對豬、雞肌肉和脂肪發(fā)育過程的重要基因及其調(diào)節(jié)通路的功能作用與分子機制研究。 研究 豬、雞肌肉和脂肪干細胞分化與組織發(fā)育的表觀遺傳學(xué)機制。 研究非編碼 RNA 在豬、雞干細胞分化與組織發(fā)育的中的作用。 研究不同品種（系）豬、雞肌肉和脂肪發(fā)育差異形成的遺傳與表觀遺傳學(xué)機制。結(jié)合各品種豬、雞不同類 4 型和部位的肌肉與 脂肪的生長發(fā)育規(guī)律，研究這些差異與這些重要經(jīng)濟性狀的關(guān)系。研究提高同源重組、抑制隨機整合、去除冗余外源序列的轉(zhuǎn)基因雞載體技術(shù)，研究提高轉(zhuǎn)基因雞獲得效率的技術(shù)方法。 5 二、預(yù)期目標 （一）總體目標 凝聚發(fā)育生物學(xué)、分子生物學(xué)和遺傳學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域的優(yōu)秀科研團隊，運用功能基因組、 RNA 和蛋白組學(xué)、代謝組學(xué)和信號傳導(dǎo)等先進研究手段，采用比較生物學(xué)研究策略，分別從基因轉(zhuǎn)錄與轉(zhuǎn)