MSTN基因编辑牛肌肉转录组测序及生物信息学分析

为探究肌生长抑制素（myostatin，MSTN）基因对牛肌肉发育的具体调控机制，本研究选取同一牛场健康鲁西黄牛10头，其中通过转基因技术得到的基因编辑牛MSTN^-/-和同种非转基因野生型牛各5头。分别采集两组牛腿臀肌肉样品，利用IIlumina HiSeq高通量测序技术进行转录组测序分析，通过生物信息学方法比较两组样本间的差异表达基因，并进行GO和KEGG富集分析，最后利用实时荧光定量PCR验证转录组测序数据。结果显示，基因编辑型牛和野生型牛之间共检测到18 071个基因。在log₂|FoldChange|≥ 1.48条件下，筛选出406个差异表达基因，其中347个显著上调，59个显著下调。GO功能富集分析显示，MSTN基因编辑后显著影响915个功能类别（P<0.05），差异基因主要参与结合、生物系统调节、免疫系统等相关功能。KEGG通路富集分析结果共涉及211个通路，差异基因主要富集在细胞黏附分子、趋化因子信号通路、细胞因子互作等信号通路上，进一步从中筛选出可能参与细胞生长、肌肉发育的差异基因（CD14、KIT、CSF1R、FBP1、DUSP4、ULBP21、PRKCB、SPN、CHAD、SRC）。实时荧光定量PCR检测结果显示，所选差异基因表达水平与转录组表达水平一致，证明测序结果的可靠性。本研究结果表明，MSTN基因发挥作用后可以介导多个下游基因表达，从而影响相关信号通路及生物学过程；同时，所筛选出的差异表达基因可作为进一步研究骨骼肌调控机制的候选靶标。