鸡小黄卵泡环状RNA的鉴定和功能分析

鸡(Gallus gallus)卵泡膜和卵泡颗粒细胞与哺乳动物的功能不同,鸡卵泡发育过程中最重要的是小黄卵泡(small yellow follicle,SYF)的发育.为研究鸡小黄卵泡环状RNA (circular RNA,circRNA)的表达水平,丰富鸡的卵泡发育理论,本研究以京海黄鸡小黄卵泡颗粒细胞(granulosa cells of SYF,SYFG)和膜细胞(theca cells of SYF,SYFT)为实验对象,去除总RNA中的线性RNA,然后通过Illumina Hi-Seq 4000测序平台进行测序,经生物信息学分析初步筛选出差异表达的circRNAs.然后利用基因本体(Gene Ontoloty,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)对差异表达circRNAs的母源基因进行功能注释和富集分析.结果 显示,SYFG和SYFT中共鉴定出9 904个circRNAs,其中4 199个circRNAs在两种细胞中均广泛表达,在膜细胞中表达数量更高;特征分析发现,circRNAs在染色体上广泛分布,染色体越长则分布越多,circRNA长度主要分布在100～400 nt之间,平均长度为296 nt;共有625个circRNAs在两种细胞中差异表达,其中在SYFG中上调表达271个,在SYFT中上调表达354个;在SYFG中上调表达的circRNAs参与细胞增殖、细胞识别、脂肪酸合成、脂类代谢等过程,经分析得到候选基因TOX高迁移率蛋白家族成员2(TOX high mobility group box family member 2,TOX2)、胰岛素样生长因子受体1(insulin like growth factor 1 receptor,IGF1R)和磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸3-激酶催化亚单位β (phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate 3-kinase catalytic subunit β,PIK3CB);在SYFT中上调表达的circRNAs集中于核苷酸结合、粘着吸附、促性腺激素释放激素(gonadotropin releasing hormone,GnRH)等信号通路,经分析得到候选基因单胺氧化酶A(monoamine oxidaseA,MAOA)、成纤维细胞生长因子受体(fibroblast growth factor receptor 2,FGFR2)和丝裂原活化蛋白激酶1(mitogen-activated protein kinase 1,MAPK1).综上所述,本研究筛选出的circRNAs可能主要通过与线性转录本竞争或作为竞争性内源RNA (competing endogenous RNA,ceRNA)来发挥功能,本研究结果从circRNA角度丰富了鸡卵泡发育的基础遗传理论.