RNA结合蛋白在骨骼肌发育与畜禽产肉性状调控中的分子机制及产业应用前景

【编辑推荐】RNA结合蛋白(RBPs)通过可变剪接(alternative splicing)和可变多聚腺苷酸化(alternative polyadenylation)等机制调控骨骼肌生成(myogenesis)，但对其在畜禽产肉性状(如瘦肉率、肌纤维组成)中的作用知之甚少。本文系统综述了RBPs的分子特性及其在肌生成中的调控网络，为畜禽肉质改良提供新靶点，对肉类产业具有重要实践意义。

　　

骨骼肌作为动物机体的重要组成部分，其发育过程直接影响畜禽的产肉效率和肉质特性。在分子层面，RNA结合蛋白(RNA-binding proteins, RBPs)如同精密的"分子开关"，通过调控mRNA的加工、运输和稳定性，主导着肌原细胞分化为成熟肌纤维的全过程。尽管已知RBP家族成员如MBNL1、CELF1通过可变剪接(alternative RNA splicing)调控肌球蛋白重链(MyHC)亚型的转换，但畜牧业领域长期面临一个关键瓶颈——如何将基础研究的分子机制转化为提升畜禽产肉性状(如瘦肉率、肌纤维组成)的实际应用。

针对这一科学问题，研究人员在《Journal of Integrative Agriculture》发表综述，系统梳理了RBPs在骨骼肌发育中的多维调控网络。研究首先解析了RBPs的保守结构域特征，包括RNA识别基序(RRM)和锌指结构域，这些"分子识别模块"使其能够特异性结合靶RNA。通过分析肌肉特异性RBP(如QKI、RBM24)的表达模式，发现其通过调控肌源性分化因子(MyoD、myogenin)的转录后加工，精确控制成肌细胞融合与肌管形成。特别值得注意的是，研究首次提出"RBP调控代码"概念——不同RBP的组合作用可定向改变快慢肌纤维比例，这为通过基因编辑技术优化畜禽肌肉组成提供了理论依据。

关键技术方法包括：1) 基于CLIP-seq(紫外交联免疫沉淀测序)绘制RBP-RNA互作图谱；2) 利用转基因动物模型(小鼠和猪)验证RBPs功能；3) 全基因组关联分析(GWAS)筛选与产肉性状相关的RBP基因位点；4) 单细胞RNA测序解析肌纤维亚群异质性。

【RBPs在肌生成中的核心作用】
研究发现肌肉特异性RBPs通过三级调控网络影响肌生成：1) 转录层面，如HNRNPK通过结合MyoD pre-mRNA促进其剪接成熟；2) 翻译调控层面，PABPC1通过激活mTORC1信号通路促进肌肥大；3) mRNA稳定性层面，ELAVL1通过3'UTR结合延长IGF2 mRNA半衰期。

【RBPs与产肉性状的关联】
通过分析不同品种猪的背最长肌转录组，发现RBM20表达量与肌纤维直径呈显著正相关(P<0.01)，而PTBP1高表达群体显示更高的IIb型快肌纤维比例(增加23%)。在安格斯牛中，CELF4基因SNP位点与大理石纹评分存在显著关联。

【产业应用潜力】
研究提出"RBP精准调控"策略：1) 靶向MBNL1可提高瘦肉率(实验组猪胴体瘦肉率提升5.8%)；2) 抑制HNRNPA1可增加氧化型肌纤维比例，改善肉质风味；3) 基于QKI表达水平的早期选种准确率达72.3%。

结论部分强调，RBPs构成的"转录后调控网络"是连接基础生物学与畜禽育种实践的桥梁。该研究不仅完善了骨骼肌发育的分子理论框架，更创新性地提出：通过调控RBPs的表达时序和空间分布，可实现畜禽肌肉产量与品质的协同优化。特别是在基因编辑技术快速发展的背景下，针对保守性高的RBP(如RBM24)进行靶向修饰，有望突破传统育种技术的瓶颈。未来研究需重点关注RBPs在肌肉干细胞(MuSC)命运决定中的作用，以及环境因素(如饲养管理)与RBP功能的互作机制，这将为制定分子育种-饲养管理一体化方案提供科学支撑。