长链非编码RNA影响鸡脂肪生成基因网络的结构和动态变化研究

Gene networks regulate the development of complex traits, such as adipogenesis in chickens, however, the study on the regulatory mechanism of network structure and dynamics is still limited. Recently, long noncoding RNA (lncRNA) has been proven to regulate gene expression at transcriptional and posttranscriptional levels, thus affecting the topological and dynamical changes of gene networks. To gain more knowledge and insight on how lncRNAs regulate gene networks for chicken adipogenesis, we are to systematically identify lncRNAs related to adipogenesis in chicken lines divergently selected for abdominal fat content, by transcriptome sequencing (RNA-seq) and Bioinformatics analyses; to predict the evolutionary origin and function of lncRNAs, obtained through mining public databases; to compare the topological structures of stage-specific gene networks, and screen out lncRNAs related to the structural changes of gene networks, in early growth stages of broilers; and to examine the molecular function of lncRNAs on how they affect adipocyte differentiation by functional genomics. Collectively, we will strive to understand how lncRNAs regulate the function of gene networks on chicken adipocyte differentiation.

基因网络调控着鸡脂肪生成等复杂性状的生长发育过程，然而其结构和动态变化的调控机制很少有人研究。近期研究表明，长链非编码RNA（lncRNA）可以多层次多方位调控基因表达，从而影响基因网络的拓扑结构和动态变化。本项目将利用转录组测序（RNA-seq）和生物信息学分析，系统鉴定脂肪发育存在显著差异的肉鸡双向选择系中，与鸡脂肪生长发育相关的lncRNAs；利用公共数据库数据挖掘，预测脂肪生成相关lncRNAs的进化来源和功能；比较肉鸡生长早期各阶段的基因网络结构，筛选导致基因网络动态变化的lncRNAs；利用功能基因组学策略和方法，研究lncRNAs调控脂肪细胞分化的功能。通过这些研究，力图揭示影响鸡脂肪细胞分化和基因调控网络形成的lncRNAs的功能。

基因网络调控着鸡脂肪生成等复杂性状的生长发育过程，然而其结构和动态变化的调控机制很少有人研究。近期研究表明，长链非编码RNA（lncRNA）可以多层次多方位调控基因表达，从而影响基因网络的拓扑结构和动态变化。本项目收集和分析了肉鸡高、低脂系1、4和7周龄脂肪组织mRNA和lncRNA测序数据，鉴定了同脂肪沉积相关的lncRNAs共110个；使用基因共表达网络（WGCNA）和机器学习方法，构建了肉鸡脂肪沉积相关的新型lncRNA和基因网络，筛选得到了影响基因网络结构的重要lncRNA和基因；分析了种间lncRNA的进化关系，通过开发和应用机器学习方法，比较得到了高、低脂系间控制基因调控网络结构的lncRNAs；研究了调控脂肪细胞生长分化和影响基因调控网络功能的两个lncRNAs（NRON和PLNC1）和重要基因（TFEB和PRDM16）；其它筛选出的重要lncRNAs（如影响PRDM16，SCD等基因）的分子功能和作用机制的相关结果有待发表。本项目研究得到的脂肪沉积相关基因网络，以及控制基因网络结构的重要lncRNAs，为进一步预测肉鸡脂肪沉积能力差异，研究其分子作用机制，进而选育低脂鸡品系，提高肉鸡生产效率和产品品质，有着重要意义。