皖白山羊ADAMTS15基因表达谱、转录调控机制及其与生长性状的关联性分析

《BMC Genomics》：Identification of regulatory elements and association analysis of genetic variants with growth traits of goat ADAMTS15 gene

　　

摘要

具有血小板反应蛋白基序的ADAM金属肽酶15（ADAMTS15）是ADAMTS金属蛋白酶家族的成员，通过水解细胞外基质中的透明质酸参与组织重塑。研究表明，ADAMTS15在小鼠肌发生过程中有表达，并参与调控肌母细胞融合；然而，其在家畜山羊中的表达调控机制仍知之甚少。本研究首先描绘了皖白山羊各组织中ADAMTS15的表达谱，以及背最长肌在不同发育阶段的表达情况。随后，利用双荧光素酶报告基因检测系统鉴定了ADAMTS15基因的启动子和增强子活性区域，并表征了调控序列的特征。在此基础上，通过桑格测序筛选了启动子和增强子活性区域及ADAMTS15基因中的遗传变异，并分析了其与皖白山羊生长性状的关联性。结果显示，ADAMTS15在山羊肌肉中有表达，且胚胎肌肉组织中的表达水平显著高于出生后阶段，呈发育过程中逐步下降的趋势。启动子活性区域定位于转录起始位点上游?678至?385 bp处，并与一个CpG岛重叠；DNA甲基化分析表明，该CpG岛内的全部14个CpG位点在75日龄胎羊、1日龄新生羔羊和10月龄成年山羊的背最长肌中均保持未甲基化状态。鉴定出的增强子活性片段为E2、E4、E6、E7和E8。遗传变异分析表明，启动子区的Promoter-SNP2和Promoter-SNP5分别与体重和管围显著关联。Enhancer-SNP1与胸围和管围显著关联。在基因编码区，SNP2与体重显著关联，而SNP3与全部六项生长性状均存在显著关联。进一步功能分析表明，Promoter-SNP2基因型显著影响启动子活性，而Enhancer-SNP1基因型显著影响增强子活性。本研究为理解ADAMTS15在山羊肌肉发育中的转录调控机制提供了重要基础，所鉴定的遗传变异可望作为山羊分子育种的潜在分子标记。