全面解析牛骨骼肌发育中 lncRNA m6A 修饰动态，揭示关键调控因子

为探究 lncRNA 甲基化对骨骼肌发育影响，研究人员分析牛骨骼肌样本，确定 16 个关键 lncRNA，意义重大。

　　在动物的世界里，骨骼肌就像是它们身体的 “力量引擎”，不仅决定着动物的运动能力，对于家畜来说，还和肉的产量、品质息息相关。想象一下，鲜嫩多汁、纹理细腻的牛肉，背后其实是骨骼肌在 “暗暗发力”。然而，在骨骼肌生长发育的神秘过程中，仍有许多未知等待我们去探索。比如，那些新奇的调控因子，像 N⁶- 甲基腺苷（m⁶A）甲基化，它到底在这个过程中扮演着怎样的角色呢？还有，长链非编码 RNA（lncRNA）与骨骼肌发育又有着怎样千丝万缕的联系？这些谜题吸引着科研人员不断深入研究，希望能为提高家畜肉质提供关键线索。

为了揭开这些谜团，西北农林科技大学陕西省动物遗传育种与繁殖重点实验室、山东省农业科学院畜牧兽医研究所等机构的研究人员展开了一项深入研究。他们的研究成果发表在《Journal of Animal Science and Biotechnology》杂志上。

研究人员用到了多个关键技术方法。首先是甲基化 RNA 免疫沉淀测序（MeRIP-seq）和 RNA 测序（RNA-seq）技术，通过这两种技术对不同发育阶段的牛骨骼肌组织样本进行分析，从而获取 RNA 甲基化组和转录组的动态变化信息。同时，利用加权基因共表达网络分析（WGCNA），研究人员找到了与牛生长发育相关的关键 lncRNA。此外，基因本体（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）富集分析则帮助他们探索这些 lncRNA 潜在的生物学功能。

研究结果如下：

1. RNA 甲基化组和转录组的动态变化：研究人员通过 MeRIP-seq 和 RNA-seq 对牛骨骼肌五个发育阶段的样本进行分析，全面描绘了 RNA 甲基化组和转录组在骨骼肌发育过程中的动态变化。结果显示，MeRIP-seq 和 RNA-seq 的 clean reads 在参考基因组上有较高的映射率，分别为 95.64%（94.03% - 96.55%）和 96.46%（95.84% - 96.88%）1。
2. lncRNA m⁶A 甲基化的动态变化：在骨骼肌发育过程中，lncRNA 的 m⁶A 甲基化呈现动态变化。研究检测到不同发育阶段表达的 lncRNA 数量不同，且 m⁶A 修饰的 lncRNA 比例也有所差异，平均约为 59.67%，并且这一比例在发育过程中逐渐下降。同时发现，具有 3 个或更多 m⁶A 峰的 lncRNA 表达水平显著高于具有 1 或 2 个峰的 lncRNA23。
3. 差异甲基化峰和 lncRNA 与骨骼肌发育的关系：研究分析了不同发育阶段的差异甲基化峰（DMPs）和差异甲基化 lncRNA（DM-lncRNAs），共鉴定出 225 个 DM-lncRNAs，经过去重后保留 151 个进行进一步分析。GO 和 KEGG 富集分析表明，这些 DM-lncRNAs 的顺式靶基因主要富集在与 DNA 转录调控、DNA 结合以及代谢、人类疾病相关的通路，还有与骨骼肌发育相关的 PI3K-Akt、cAMP 和钙信号通路等45。
4. lncRNA 转录组的动态变化：转录组分析共鉴定出 24,865 个 lncRNAs，并对其进行了分类。通过 WGCNA 分析，研究人员确定了与牛生长发育相关的关键 lncRNA 模块，其中绿松石模块与所有生长发育相关性状的负相关性最强。从该模块中初步筛选出 21 个枢纽 lncRNA，其顺式靶基因在多个与骨骼肌发育相关的通路中富集67。
5. 关键骨骼肌发育相关 lncRNA 的确定：研究人员采用两种方法确定了关键的骨骼肌发育相关 lncRNA。第一种方法通过 151 个 DM-lncRNAs 和 21 个枢纽 lncRNAs 的交集，得到 10 个候选 lncRNA；第二种方法通过联合分析 MeRIP-seq 和 RNA-seq 数据，鉴定出 36 个差异 m⁶A 修饰且差异表达的 lncRNA（dme-lncRNAs），经过功能富集分析，确定了 8 个可能影响骨骼肌发育的 dme-lncRNA。综合两种方法，最终确定了 16 个候选 lncRNA89。
6. 研究结果的验证：研究人员选取了 3 个 dme-lncRNAs（MSTRG.8738、MSTRG.18394 和 ENSBTAG00000052793）进行 MeRIP-qPCR 和 qPCR 验证，结果证实了这些 lncRNAs 在牛骨骼肌中的 m⁶A 修饰状态，以及它们与顺式靶基因的表达变化关系，进一步支持了前面的研究结果1011。

在研究结论和讨论部分，此次研究首次系统地描绘了牛骨骼肌 lncRNA m⁶A 甲基化组图谱，为理解 lncRNA 甲基化在骨骼肌发育中的作用提供了全面的数据资源。研究确定的 16 个 m⁶A 修饰的 lncRNA，可能在骨骼肌发育过程中发挥关键的调控作用，为后续深入研究这些 lncRNAs 的具体功能和作用机制奠定了基础。不过，研究也存在一定的局限性，比如多组学分析是基于组织样本，可能会受到纤维时间组成差异和非肌肉细胞群体的影响，但这种影响对研究结论的干扰较小。总体而言，该研究为深入了解反刍动物骨骼肌发育的分子机制提供了重要依据，有望推动渤海黑牛等家畜的遗传选育工作，提升家畜的肉质和生产性能。