日前，淡水漁業研究中心遺傳育種研究室董在杰研究員的魚類遺傳育種團隊在首次獲得鯉igf3基因的基礎上，繼續開展該基因的功能及其調控機理的研究并取得重要進展，相關研究成果“Long noncoding RNA and mRNA expression profiles following igf3 knockdown in common carp, Cyprinus carpio.”在自然集團旗下期刊《Scientific Data》(IF5.305)上在線發表，第一作者為南京農業大學無錫漁業學院博士生宋飛彪，通訊作者為董在杰研究員。全文網址： https://doi.org/10.1038/sdata.2019.24。
研究團隊利用dsRNA干擾技術建立igf3基因被敲降的鯉活體模型，通過60天的連續干擾實驗，發現igf3基因被敲降后，對鯉幼魚的生長性能無顯著性影響，但是能顯著抑制卵巢和精巢的發育，并顯著影響促性腺激素和固醇類性激素的分泌。對腦/下丘腦-垂體-性腺軸相關基因的表達情況分析發現，igf3基因能顯著降低IGF家族基因在腦/下丘腦-垂體-性腺軸的表達。根據相關基因的表達情況，推測igf1和igf3基因可能通過相同的途徑調節鯉性腺發育，并且可能是通過垂體-性腺軸發揮調節作用；igf2基因可能是通過腦-性腺軸發揮調節作用。并對該模型進行高通量測序。分別從對照組和實驗組中鑒定出327169410個和306305018個clean reads。經過嚴格的篩選，RNA-seq獲得了14199個lncRNAs和106932個mRNAs轉錄本，其中124個和353個lncRNAs和mRNAs差異表達。GO分析顯示這些差異表達的lncRNAs靶基因和mRNAs與細胞內雌激素/雄激素受體信號傳導通路和雌雄性腺發育有關。KEGG分析表明，這些差異表達的lncRNAs靶基因和mRNAs與Wnt、PI3K-Akt和TGF-β三種特異性信號通路有關，并且在這三種信號通路涉及到一些相同的差異表達基因，表明igf3基因可能通過IGF/Wnt/PI3K-Akt/TGF-β信號通路發揮作用。LncRNA-mRNA共表達網絡顯示，igf3基因被干擾后，上調了lncRNA MSTRG.42108的表達表達水平，繼而誘導了細胞周期蛋白依賴性激酶、TBX18、FGFR2、絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶基因家族等基因的表達，進而影響性腺細胞的信號轉導途徑、細胞周期、分化、支持細胞以及生殖細胞分化，并最終調節性腺發育。結果提示，lncRNA MSTRG.42108可能是igf3基因的負調控因子，在igf3基因被干擾后性腺的發育中起重要作用。
圖1 性腺中lncRNAs和mRNAs的鑒定
圖2 差異表達的lncRNAs和mRNAs
（水產遺傳育種研究室 供稿）
