N6-甲基腺苷（m6A）通过调控肌纤维分化改善猪背最长肌肉品质的表观遗传机制研究

为解决猪肌肉品质与产量调控机制不明的问题，研究人员开展m6A修饰调控猪背最长肌肌纤维分化的研究，通过MeRIP-seq鉴定出8128个差异m6A峰并筛选出189个差异基因，发现MYH7、TPM3等22个基因参与肌纤维类型调控，经QTT分析验证21个基因与肌纤维性状显著相关，揭示了m6A通过转录后调控影响猪肉质的新机制，为畜牧生产中肉品质改良提供新策略。

　　

猪肉作为人类饮食中主要的动物肉和蛋白质来源，其品质控制近年来备受关注。研究表明，猪肉品质很大程度上由其组织学特征决定，特别是慢缩型I型、快缩型IIa型和快缩型IIb型肌纤维的组成比例。较高比例的I型纤维富含肌红蛋白和血红蛋白，易于脂肪沉积，通常产生更柔嫩、品质更优的肉类；而较高含量的IIb型纤维由于直径较大、剪切强度高，往往导致肉质粗糙、苍白或渗出。因此，通过调控骨骼肌纤维分化成为改善畜牧业生产中肉品质的有效途径。

尽管遗传因素（如DNA突变和mRNA转录）以及表观遗传机制（如DNA甲基化、组蛋白修饰和小非编码microRNA）已被广泛研究，但作为最普遍的RNA修饰——N6-甲基腺苷（m⁶A）修饰在猪肌纤维分化中的作用仍属未知。m⁶A通过影响RNA代谢的多个过程（如选择性剪接、核RNA输出、翻译和降解），在应对刺激、精细调节蛋白量和局部控制方面具有独特优势。此前研究已证实m⁶A参与小鼠胚胎干细胞分化和肌纤维类型转换，以及猪肌肉生长发育，但其是否及如何介导猪肌纤维分化尚待探索。

为此，研究人员在《BMC Genomics》发表了这项研究，旨在揭示m⁶A修饰在猪背最长肌肌纤维分化调控中的关键作用及机制。

研究采用由302头成年猪组成的八品种杂交F7异质群体作为样本来源，通过形态学结合甲基化RNA免疫沉淀测序（MeRIP-seq）技术，首先评估了背最长肌肌纤维类型比例极端表型（低IIb比例组和高IIb比例组，各10个样本）中的m⁶A丰度，并进行基因组注释和基因本体（GO）富集分析，筛选出参与骨骼肌纤维分化调控的m⁶A修饰候选基因，最后通过定量性状转录（QTT）分析在群体中验证这些基因的功能。

肌纤维表型分析显示极端组间显著差异

通过肌球蛋白腺苷三磷酸酶（mATPase）染色分析，研究发现低IIb组和高IIb组在IIb型肌纤维比例上存在极显著差异（低组59.31-67.85%，高组86.34-93.84%），而IIa型和I型纤维比例在高组中显著较低（图1B-D），表明群体内即使遗传背景相同，肌纤维类型仍存在显著表型差异，为后续表观遗传分析奠定基础。

MeRIP-seq揭示m⁶A修饰分布与 motif 保守性

MeRIP-seq分析共在低组和高组中分别鉴定出27,699和28,194个高置信m⁶A峰，其中24,430个为共有峰（图2A）。这些峰主要分布在3'非翻译区（3'UTR）、终止密码子和编码序列（CDS）区域（图2B），且两组在分布模式和经典RRm⁶ACU motif（图2C）上无显著差异，说明m⁶A修饰的基本特征在组间保守。

差异m⁶A峰富集于肌肉发育相关基因

从共有峰中筛选出8,128个差异m⁶A峰（6,135个上调和1,993个下调），这些峰主要位于3'UTR、CDS和5'UTR（图3B），并注释到189个差异表达基因（69个上调和120个下调）（图3C）。GO分析显示这些基因显著富集于病毒防御反应、半胱氨酸型肽酶活性、肌肉收缩和肌肉结构发育等条目。

22个候选基因获功能验证与QTT相关性确认

GO分析进一步揭示22个候选基因及其42个异构体参与肌肉结构发育、肌肉收缩及其调控、肌节组织等过程（图4；表2），包括MYH7（肌球蛋白重链7）、TPM3（原肌球蛋白3）、TNNT1（肌钙蛋白T1）、FHL1（四个半LIM结构域1）、CAMTA2（钙调蛋白结合转录激活因子2）和MYL3（肌球蛋白轻链3）等结构蛋白编码基因，以及ACADM（中链酰基辅酶A脱氢酶）等代谢相关基因。通过QTT分析，其中21个基因及其39个异构体与眼肌面积、肌纤维总数及各型比例和密度等性状显著相关（图5），证实它们对猪骨骼肌纤维分化的调控作用。

m⁶A通过调控异构体表达影响肌纤维分化

深入分析21个验证基因的所有转录本表达，发现除GDNF（胶质细胞源性神经营养因子）和MYL3外，其余19个基因均同时存在表达改变和未改变的异构体（图6；表S3），例如MYH7、CAMTA2、TPM3和ACADM等基因呈现相反表达模式的异构体簇，表明在相同遗传背景下，这些基因的mRNA选择性剪接或稳定性受到显著干扰，暗示m⁶A修饰可能通过转录后调控机制（如影响mRNA稳定性或剪接）介导肌纤维分化，但研究也发现表达水平与m⁶A丰度间无一致关系，提示调控策略可能更为复杂。

研究结论表明，m⁶A修饰在猪背最长肌肌纤维分化中起广泛调控作用，通过影响关键基因（如MYH7、TPM3等）的转录后过程，显著关联肌纤维类型比例和肉品质性状。这一发现首次从表观转录组层面揭示猪骨骼肌发育除遗传因素外还受m⁶A介导的精密调控，为未来畜牧业中通过靶向m⁶A修饰改善猪肉品质和生长速率提供了新的科学依据和技术途径。

尽管研究存在缺乏后续功能验证实验等局限，但其结果无疑拓展了对动物骨骼肌纤维分化调控机制的认识，为科学家和育种工作者提供了改良猪肉品质和饲养策略的新视角。