牛类SYNJ1基因变异与mcr1基因型协同降低沙门氏菌及大肠杆菌O157:H7易感性的机制研究

本研究发现牛类synj1基因3'UTR区C3981T SNP通过引入bta-let-7b miRNA切割位点降低synaptojanin表达，与mcr1/mcr1基因型协同作用显著降低对沙门氏菌（Salmonella）和大肠杆菌（E. coli O157:H7）的易感性，为牛肉安全生产提供了新型遗传标记和干预策略。

　　

^{Ex vivo}筛选对鼠伤寒沙门氏菌敏感性降低的牛群

基于我们先前12项体内研究(Wu等, 2002; Carlson等, 2002a,b,2005,2007; Rasmussen等, 2005; McCuddin等, 2008; Xiong等, 2010-2013; Brewer等, 2014)的轶事证据表明无黑色素牛可能是筛选沙门氏菌低敏感性群体的理想对象，我们从11个无黑色素品种中获取了500头牛的血液样本和另外500头黑色素沉积牛的对照样本。通过检测沙门氏菌侵袭血液中单核细胞的效率，我们发现14.2%的无黑色素牛(71/500)表现出沙门氏菌侵袭性显著降低（p<0.01），而黑色素沉积牛中仅2.4%(12/500)显示该表型。

^{Ex vivo}鉴定沙门氏菌低敏感性牛群

通过对沙门氏菌相互作用组编码基因的SNP筛查，我们在bsynJ1基因3'UTR区发现了一个关键性C3981T突变。该突变引入了bta-let-7b miRNA切割位点，导致synaptojanin蛋白表达量下降62±8%(p<0.001)。携带双等位基因突变的SYNJ1/SYNJ1基因型牛在体内挑战实验中显示：1）沙门氏菌淋巴结定植量降低3.2个对数单位(p<0.001)；2）临床沙门菌病发生率下降76%；3）大肠杆菌O157:H7肠道定植量减少2.8个对数单位(p<0.01)。

讨论

肠沙门氏菌(Salmonella enterica)和大肠杆菌(E. coli O157:H7)是牛肉产业面临的重大食品安全隐患，其中沙门氏菌还额外构成动物健康威胁。两种微生物均可通过粪便传播，而沙门氏菌还能通过淋巴结污染绞碎牛肉(Brichta-Harhay等, 2012)。因此，开发针对这两种病原体的新型干预措施至关重要，特别是考虑到淋巴结浸润问题目前尚无有效解决方案。

结论

本研究通过发现一个存在于无黑色素和黑色素沉积牛中的SNP，揭示了牛对肠沙门氏菌感染和大肠杆菌O157:H7定植的不同易感性。这种对肠沙门氏菌的降低易感性似乎扩展到广泛（但非 exhaustive）的沙门氏菌血清型，只要存在另外三个SNP，不过单个...

缩写摘要

SYNJ1：带有C3981T替换的synaptojanin编码等位基因，该突变引入了RNAi切割位点(bta-let-7b)从而降低基因表达(Cargill等, 2008)。synj1：完全表达的野生型synaptojanin编码等位基因。MCR1：显性黑皮质素受体1编码等位基因，赋予牛黑色被毛(Seo等, 2007)。mcr1：隐性黑皮质素受体1等位基因，不编码功能性受体因而产生红/黄色被毛。