解密反刍动物的瘤胃及脂类代谢生物学
我校引进人才姜雨有关绵羊基因组学和转录组学
最新研究成果在《科学》杂志发表

6月6日，由中科院昆明动物研究所、澳大利亚联邦科工组织、西北农林科技大学、深圳华大基因研究院、英国罗斯林研究所、法国农业科学研究院，美国犹他州立大学、美国贝勒医学院等26个研究机构，合作完成的绵羊基因组学和转录组学研究成果在《科学》杂志上在线发表。我校引进人才姜雨副教授为该论文的共同第一作者。

家养绵羊长期是肉、奶、毛等畜产品的重要来源，也是反刍动物的典型代表。瘤胃是反刍动物独有的消化器官，在微生物发酵作用下，能有效的将植物纤维转化为挥发性脂肪酸，并通过瘤胃壁吸收入血，作为脂类合成和糖异生的原料。与非反刍动物相比，反刍动物的肝脏主要以挥发性脂肪酸为碳源进行糖异生，而不是脂肪合成的主要场所。本研究利用比较基因组学和转录组学方法，对绵羊基因组进行分析，鉴定出一系列反刍动物特有的基因家族扩张事件、基因结构变异和基因表达的组织特异性变化，并报道了与反刍动物独特的消化系统和脂类代谢相关联的绵羊特异基因的进化历程。

姜雨和他的同事首次观测到两种在反刍动物中发生特异蛋白结构改变，且仅在瘤胃中特异高表达的结构蛋白，一种是被首次报道和命名的毛透明蛋白类似蛋白；另外一种是小脯氨酸丰富蛋白II家族。它们发挥瘤胃表面基板的作用，通过转谷氨酰胺酶介导交联瘤胃表达的角蛋白，从而构成瘤胃壁坚韧的角质化表面。

毛囊皮脂腺分泌、附着在羊毛的油脂占羊毛重量的10-25％，研究人员鉴定了所有在皮肤中表达的脂质代谢相关基因，发现绵羊皮肤中高表达单酰甘油-O-酰基转移酶MOGAT2和MOGAT3，且这两个基因分别发生了反刍动物特有的基因重复。人体中MOGAT3酶是小肠粘膜细胞通过甘油一酯途径合成脂肪的关键限速酶，也是重要的肝酶，从未被发现在皮肤中表达。MOGAT2/3仅在绵羊皮肤中高表达，预示甘油三脂分解生成羊毛脂所产生的甘油一脂，可在皮肤中直接被回收重新生成甘油三脂，并将甘油运输回肝脏进行磷酸化，再运输回皮肤以重复合成甘油三脂，从而增加了绵羊皮肤中回收甘油骨架的代谢合成效率。

姜雨表示：“绵羊参考基因组的发布和分析，不仅带来对反刍动物生物学的崭新认识，还将推动绵羊基因组重测序项目和更多绵羊经济性状基因的鉴定工作，研究人员将有更好的分子育种工具来促进更优秀的绵羊新品种的选育。”

姜雨主要从事基因组学辅助的分子育种研究，致力于家养反刍动物的品种改良，曾作为主要作者之一，完成了世界上第一个山羊的参考基因组构建和分析工作。
 http://www.sciencemag.org/content/344/6188/1168.abstract?sid=92112797-e8f6-4618-9f3a-1822fb4ce951