近日,中国农业科学院北京畜牧兽医研究所猪基因工程与种质创新团队成功构建了覆盖猪出生前后多个关键发育阶段、五个主要器官(组织)的动态单细胞图谱,系统揭示了猪发育调控的动态特征,发现了驯化相关的细胞靶标。相关研究成果发表于《宏(iMeta)》。
猪既是重要的农业动物,也是人类疾病研究的理想模型。然而,从胚胎期到出生后,多器官(组织)的细胞类型、谱系分化轨迹及调控网络信息是发育生物学和遗传育种研究的重要资源性数据。
该研究利用转录组测序技术在猪胚胎期、出生当天及出生后等五个时间点,对其肝脏、肺、肾脏、心脏和骨骼肌五个代表性器官(组织),进行系统解析,构建了涵盖252033个细胞(核)、83种细胞类型的时空发育细胞图谱,发现免疫细胞在发育过程中呈现髓系与淋巴系分叉型分化轨迹,并鉴定出多个驱动髓系命运和淋巴系命运的关键转录因子。进一步整合群体基因组学数据,团队发现了受人工选择的肌肉特异性增强子及其靶基因MYOT。该增强子通过调控MYOT在肌肉细胞中的表达,塑造了亚洲猪(高脂肪)与欧洲猪(高瘦肉)产肉性状的明显差异,为精准育种提供了功能靶点。跨物种比较发现内皮、基质和免疫细胞谱系在人与猪之间具有高度保守的转录特征,而肌肉谱系因人工选择而保守性较低,为明确猪作为生物医学模型的应用范围提供了重要依据。
牧医所周荣副研究员、博士生胡成豪、深圳基因组所王子帅副研究员和格致博雅生物科技有限公司邓淑瀚高级工程师为论文共同第一作者,深圳基因组所李奎研究员、白立景副研究员、浙江大学李尚桐研究员和牧医所周荣副研究员为论文共同通讯作者,王彦芳研究员对研究工作进行了指导。本研究得到了国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程等项目的资助。
原文链接:https://doi.org/10.1002/imt2.70135

